Теоретические основы. Второе начало термодинамики отражает качественную сторону процессов и устанавливает их направленность

Второе начало термодинамики отражает качественную сторону процессов и устанавливает их направленность. Этот закон утверждает: «Невозможен процесс, имеющим единственным своим результатом полное превращение теплоты в работу». Из этого закона следует, что невозможно создать вечный двигатель второго рода, в котором теплота полностью превращается в работу. Этот закон отражает принцип существования таких понятий как: абсолютная температура, энтропия, принцип возрастания энтропии.

энтропия – это параметр состояния, изменение которого происходит при обмене энергией в форме теплоты. Энтропию нельзя измерить каким-либо прибором, как и внутреннюю энергию. Принцип существования энтропии используется при анализе обратимых (равновесных) процессов и состоит в утверждении или обосновании существования энтропии как функции состояния. Он гласит: «Для каждой термодинамической системы существует функция состояния (энтропия), изменение которой происходит под действием энергии, подводимой или отводимой в форме теплоты». Для обратимых процессов уравнение запишется в виде:

, [Дж/K)], ,

Принцип возрастания энтропии используется при анализе необратимых (реальных) процессов. Для необратимых процессов:

,

здесь dQ – элементарное количество теплоты при внешнем теплообмене, dQ_r – элементарное количество теплоты, обусловленное необратимостью (реальностью) процесса. В любом необратимом процессе величина dQ_r>0.

Общее уравнение второго закона термодинамики примет вид:

Второй закон термодинамики не позволяет определить меру необратимость (dQ_r/T), не противоречит закону сохранения энергии, как для обратимых, так и необратимых процессов. Он определяет одностороннюю направленность самопроизвольных необратимых процессов в односторонние необратимые превращения энергии, которые их (процессы) сопровождают