Идеал газдардың кинетикалық теориясы
жүктеу/скачать 5,05 Kb. Pdf көрінісі
|
|
§38. Энтропияның өсу заңы 1. Жүйе тепе тең 1-күйден 2-тепе тең күйге өтсін (31-сурет), бірақ өту процесі қайтымсыз болсын (суретте қайтымсыз процесс штрих сызықпен I көрсетілген). Жүйені 2-күйден бастапқы 1-күйге квазистатикалық қандай да бір жолмен II қайтарайық. Клаузиустың теңсіздігі негізінде былай жазуға болады: II процесі квазистатикалық болғандықтан 31-сурет I II 1 2 91 Сондықтан Клаузиус теңсіздігі мына түрге келеді: Мұнда қоршаған ортаның температурасы. Осы температура кезінде ортадан жүйеге жылу мөлшері беріледі. Егер жүйе адиабаталық оқшауланған болса, онда , және (38.1) интегралы нөлге тең болады. Онда (38.2) Адиабаталық оқшауланған жүйенің энтропиясы азаймайды, энтропия өсуі мүмкін немесе тұрақты болып қалуы керек. Бұл – энтропияның өсу заңы. Егер болса, онда адиабаттық оқшауланған жүйенің 2-күйден 1-күйге өтуі мүмкін емес, себебі бұл өту энтропияның кемуімен жүрер еді. Керісінше, жүйенің энтропиясы аз 1-күйден энтропиясы жоғары 2-күйге адиабатты өтуі термодинамиканың 2-бастамасының постулатына қайшы келмейді, демек, мүмкін. Осылай термодинамиканың 2-бастамасы табиғатта болатын процестің өту бағытын айқын көрсетеді. 2. Энтропияның өсу заңын растайтын мысал қарастырайық. Идеал газдың 1 молі қабырғалары қатты адиабатты цилиндр ішінде болсын (32-сурет). Цилиндр АВ қатты қабырғасымен екі бөлікке бөлінген болсын. Алғашында газ көлемі болатын бөлігінде болсын, ал ыдыстың екінші жағында вакуум болсын. Содан кейін АВ қабырғасы алып тасталсын немесе ол қабырғада тесік жасалсын. Газ ыдыстың екінші жағына аға бастайды. Ыдыстың екі жағындағы қысым мен температура теңескен соң бұл процесс тоқтайды. Осы процестің қайтымды немесе қайтымсыз екендігін анықтайық. Ол үшін энтропияның өзгерісін есептеу керек. Бұл процесс кезінде газдың ішкі энергиясы өзгермеуі керек, себебі газ қатты адиабаттық қоршауда. Джоуль заңына сай газдың температурасы да өзгермеуі керек, себебі температура газдың ішкі энергиясымен бірмәнді анықталады. Процестің басындағы және аяғындағы температура мәндерін Т деп, ал -бастапқы, -соңғы көлемдерді белгілейік. Газдың энтропиясының өзгерісін есептеу үшін газды бастапқы күйден соңғы күйге квазистатикалық көшіру керек. Ол үшін газды температурасы Т қыздырғышпен жылулық жанастырамыз. Газға түсірілетін қысымды шексіз аз азайта отырып оны изотермиялық көлемі болатын соңғы күйге көшіреміз. Бұл кезде газ қыздырғыштан жылу мөлшерін алып оны эквивалентті жұмысқа айналдырады. Изотермиялық процесс үшін Вакуум V 1 Газ А В 30-сурет 92 , . Осыдан энтропия өзгерісін былай анықтаймыз: Демек, энтропия өсті. Сондықтан газдың бос кеңістікке адиабаталық ұлғаюы қайтымсыз процесс. жүктеу/скачать 5,05 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|