Вечный двигатель второго рода

Вечным двигателем второго рода называется устройство, превращающее в полезную работу все количество теплоты, полученное от нагревателя (без передачи некоторого количества теплоты холодильнику). Утверждение о невозможности вечного двигателя второго рода – одна из возможных формулировок второго начала термодинамики.

Вечный двигатель первого рода

Вечным двигателем первого рода называется устройство, создающее энергию из ничего. Невозможность такого двигателя вытекает из первого начала термодинамики (закона сохранения энергии).

Взаимодействия

Взаимодействия системы со средой могут быть: механические (деформационные), теплообмен, электрические, магнитные и т. д. Благодаря взаимодействиям в системе происходят изменения (процессы).

Внутреннее трение (вязкость)

Внутренним трением называется возникновение силы трения между слоями жидкости или газа, движущимися с разными скоростями. Причиной внутреннего трения является хаотическое тепловое движение. См. также Явления переноса.

Внутренняя энергия

Внутренней энергией (U) называется общий запас энергии системы за вычетом кинетической энергии системы как целого и потенциальной энергии системы как целого во внешнем потенциальном поле. Внутренняя энергия идеального газа равна суммарной кинетической энергии молекул.

Второе начало термодинамики

Существует свыше 20 формулировок второго начала термодинамики. Первая формулировка: теплота может самопроизвольно передаваться только от более нагретых тел к менее нагретым. Еще одна формулировка: в замкнутой (изолированной) системе при неравновесном теплообмене энтропия системы возрастает, достигая максимума при достижении системой равновесия. Второе начало указывает, таким образом, на направление процессов.

Динамическое равновесие

Фазы (агрегатные состояния) вещества находятся в динамическом равновесии, если количество молекул, переходящих из первой фазы во вторую в единицу времени, равно числу молекул, переходящих за то же время из второй фазы в первую. Равновесие может быть на границе «жидкость-пар», «твердое тело-жидкость» и «твердое тело-пар». Давление, соответствующее равновесию, зависит от температуры. См. также Тройная точка.

Диффузия

Диффузией называется процесс выравнивания концентраций соприкасающихся слоев жидкости или газа вследствие хаотического (теплового) движения молекул. Диффузия приводит к тому, что примеси в жидкости или газе распространяются от места их введения. См. также Явления переноса.

Закон Бойля-Мариотта

Закон Бойля-Мариотта утверждает, что для данной массы газа, при постоянной температуре, произведение давления на объем есть величина постоянная: pV = const.

Закон Гей-Люссака

Закон Гей-Люссака утверждает, что для данной массы газа, при постоянном давлении, объем газа прямо пропорционален абсолютной температуре: (V₁/V₂) = (T₁/T₂).

Закон Гука

Закон Гука выражает линейную зависимость между напряжениями и малыми деформациями в упругой среде. Английский ученый Р.Гук обнаружил (1660), что при растяжении стержня длиною l и площадью поперечного сечения S удлинение стержня Δl пропорционально растягивающей силе F. Еще одна форма записи закона Гука: σ = Eε, где σ = F/S – нормальное напряжение в поперечном сечении, ε = Δl/l – относительное удлинение стержня. Коэффициент пропорциональности E называется модулем Юнга.

Закон Дальтона

Закон Дальтона гласит: давление смеси химически не взаимодействующих газов равно сумме парциальных давлений отдельных компонентов.

Закон Джоуля и Коппа

Закон Джоуля и Коппа утверждает, что молярная теплоемкость кристаллического химического соединения равна сумме атомных теплоемкостей элементов, входящих в данное соединение. Например, для соли NaCl c_μ = 6R. См. также Закон Дюлонга и Пти.

Закон Дюлонга и Пти

Закон Дюлонга и Пти утверждает, что атомная теплоемкость химически простого кристаллического твердого тела одинакова для всех таких тел, не зависит от температуры и равна c_a = 3R, где R = 8,31·10³ Дж/кмоль·K – универсальная газовая постоянная. При низких температурах закон перестает выполняться, а при T → 0 c_a → 0. Объяснить указанное затруднение удалось квантовой теории теплоемкости (Эйнштейн, 1907; Дебай, 1914).

 

Закон кубов» Дебая

«Закон кубов», выведенный Дебаем (1914), утверждает, что при очень низких температурах (T → 0) атомная теплоемкость химически простого кристаллического вещества прямо пропорциональна кубу абсолютной температуры: c_а = 4aT³, где a – некоторая постоянная. При повышении температуры «закон кубов» переходит в закон Дюлонга и Пти.

Закон Шарля

Закон Шарля утверждает, что для данной массы газа, при постоянном объеме, давление газа прямо пропорционально абсолютной температуре:

(p₁/p₂) = (T₁/T₂).

Идеальная тепловая машина

Идеальной называется тепловая машина, работающая по циклу Карно.