‘≥зика > ƒругий закон термодинам≥ки та його значенн¤
Ѕудь-¤ка машина може робити роботу над зовн≥шн≥ми т≥лами т≥льки за рахунок одержанн¤ ззовн≥ к≥лькост≥ теплоти Q (тобто енерг≥њ) чи зменшенн¤ своЇњ внутр≥шньоњ енерг≥њ DU. ѕор≥вн¤но мало було спроб щодо створенн¤ в≥чних двигун≥в другого роду. ƒл¤ роботи звичайного теплового двигуна необх≥дно мати нагр≥вач ≥ холодильник. ƒуже привабливим здаЇтьс¤ завданн¤ створенн¤ тепловоњ машини, що могла б робити механ≥чну роботу з використанн¤м нагр≥вача. ¬≥чний двигун другого роду не протир≥чить закону збереженн¤ енерг≥њ ≥ тому ц≥кавить багатьох вчених. ѕод≥бн≥ машини змогли б перетворювати теплову енерг≥ю в механ≥чну. ѕри цьому передача механ≥чноњ енерг≥њ назовн≥ супроводжувалас¤ б поступовим охолодженн¤м джерела тепловоњ енерг≥њ.якби вдалос¤ сконструювати такий двигун, то його можна було б використати дл¤ отриманн¤ механ≥чноњ енерг≥њ з тепловоњ енерг≥њ океану. Ќа основ≥ п≥драхунк≥в встановлено, що при охолодженн≥ св≥тового океану т≥льки на один градус можна одержати енерг≥ю 1026 ƒж, ¤коњ вистачило б дл¤ забезпеченн¤ вс≥х потреб людства при сучасному р≥вн≥ њњ споживанн¤ на 14000 рок≥в. ƒ≥йсно, в≥д океану мохна отримати де¤ку к≥льк≥сть теплоти, врахувавши, що температура поблизу поверхн≥ вища, н≥ж на глибин≥. ќск≥льки р≥зниц¤ температур становить “1-“2 ~ 10 або нав≥ть менша, то максимально можливий ƒ в даному випадку h=(“1-“2)/(“1) тобто пор¤дку 1/30. ћожлив≥сть створенн¤ такоњ машини, названоњ в≥чним двигуном другого роду, не суперечить першому закону термодинам≥ки. ќднак ус≥ в≥дом≥ на сьогодн≥ результаты досл≥д≥в св≥дчать про те, що створенн¤ в≥чного двигуна другого роду, Ї наст≥льки ж нерозв'¤зним завданн¤м, ¤к ≥ виготовленн¤ в≥чного двигуна першого роду. ÷ей досв≥дчений факт прийн¤тий у термодинам≥ку в ¤кост≥ другого основного постулату - другого закону термодинам≥ки. “еплопередача мимовол≥ в≥дбуваЇтьс¤ т≥льки в одному напр¤мку - в≥д гар¤чого т≥ла до холодного. ¬иходить, щоб енерг≥¤ теплового руху молекул води св≥тового океану перетворилас¤ в механ≥чну енерг≥ю, необх≥дно мати робоче т≥ло, температура ¤кого нижче температури води в океан≥. « цього випливаЇ, що незд≥йсненно термодинам≥чний процес, у результат≥ ¤кого в≥дбувалас¤ би передача тепла в≥д одного т≥ла до ≥ншого, б≥льш гар¤чому, без ¤ких-небудь ≥нших зм≥н у природ≥. ≤накше кажучи, неможливо побудувати пер≥одично д≥ючу машину, що безупинно перетворювала б теплоту в роботу т≥льки за рахунок охолодженн¤ одного т≥ла, без того щоб у навколишн≥х т≥лах не в≥дбулос¤ одночасно ¤ких-небудь зм≥н. ‘≥зичний зм≥ст другого закону термодинам≥ки пол¤гаЇ в т≥м, що енерг≥¤ теплового руху молекул речовини в одному в≥дношенн≥ ¤к≥сно в≥др≥зн¤Їтьс¤ в≥д вс≥х ≥нших вид≥в енерг≥њ - механ≥чноњ, електричноњ, х≥м≥чноњ, ¤дерноњ ≥ т.д. ÷¤ в≥дм≥нн≥сть пол¤гаЇ в т≥м, що енерг≥¤ будь-¤кого виду, кр≥м енерг≥њ теплового руху молекул, може ц≥лком перетворитис¤ в будь-¤кий вид енерг≥њ, у тому числ≥ в енерг≥ю теплового руху. ≈нерг≥¤ ж теплового руху молекул може перетворюватис¤ в будь-¤кий ≥нший вид енерг≥њ лише частково. ” результат≥ цього будь-¤кий ф≥зичний процес у ¤кому в≥дбуваЇтьс¤ перетворенн¤ ¤кого-небудь виду енерг≥њ в енерг≥ю теплового руху молекул, Ї необоротним процесом, тобто в≥н не може бути зд≥йснений ц≥лком у зворотному напр¤мку. ¬≥чний двигун - романтична мр≥¤ подвижник≥в, що хот≥ли дати людству безмежну владу над природою, жадане джерело збагаченн¤ дл¤ шарлатан≥в ≥ авантюрист≥в; сотн≥, тис¤ч≥ проект≥в, так н≥коли не зд≥йснених; хитромудр≥ механ≥зми, що, здавалос¤, от-от повинн≥ були запрацювати, але чомусь залишалис¤ в нерухомост≥; розбит≥ дол≥ фанатик≥в, обманут≥ над≥њ меценат≥в... јле через що все це в≥дбувалос¤ ? „ерез незнанн¤ елементарних ф≥зичних закон≥в, через бажанн¤ з н≥чого одержати все. ƒотепер у патентн≥ бюро надход¤ть за¤вки з пристро¤ми, що власне кажучи Ї в≥чними двигунами. ќчувидно, у сам≥й ≥дењ в≥чного двигуна криЇтьс¤ ¤кась таЇмниц¤, щось, що змушуЇ людей шукати ≥ шукати його секрет. јле, видно так влаштована людина... ¬исновки ƒл¤ того, щоб по¤снити в≥дсутн≥сть оборотност≥ процес≥в, учен≥ в друг≥й половин≥ минулого стол≥тт¤ прийшли до формулюванн¤ нового закону, в≥домого за назвою другий початок термодинам≥ки. “еплота в природних умовах переходить в≥д гар¤чого т≥ла до холодного, у той час ¤к в≥д холодного т≥ла до гар¤чого теплота сама по соб≥ не переходить. ƒругий початок термодинам≥ки - закон зростанн¤ ентроп≥њ: у замкнутоњ (тобто ≥зольованоњ в тепловому ≥ механ≥чному в≥дношенн≥) систем≥ ентроп≥¤ або залишаЇтьс¤ незм≥нною (¤кщо в систем≥ прот≥кають зворотн≥, р≥вноважн≥ процеси), або зростаЇ (при нер≥вних процесах) ≥ в стан≥ р≥вноваги дос¤гаЇ максимуму. —уть у тому, що в замкнут≥й систем≥ ентроп≥¤ може т≥льки зростати або залишатис¤ сталою. ≤накше кажучи, у вс¤к≥й ≥зольован≥й систем≥ теплов≥ процеси однонаправлен≥, що ≥ приводить до зб≥льшенн¤ ентроп≥њ. ¬арто ентроп≥њ дос¤гти максимуму, ¤к теплов≥ процеси в так≥й систем≥ припин¤ютьс¤, що означаЇ прийн¤тт¤ вс≥ма т≥лами системи однаковоњ температури ≥ перетворенн¤ ус≥х форм енерг≥њ в теплову. ¬иникненн¤ стану термодинам≥чноњ р≥вноваги приводить до припиненн¤ вс≥х макропроцес≥в, що й означаЇ стан "тепловоњ смерт≥".Ќеможливий пер≥одичний процес, Їдиним результатом ¤кого було б перетворенн¤ теплоти Q при незм≥нн≥й температур≥ ц≥лком у роботу W (так що W= Q).Ќеможливо зд≥йснити пер≥одичний процес, Їдиним результатом ¤кого був би доб≥р теплоти в одн≥Їњ системи при дан≥й температур≥ ≥ передача в точност≥ т≥Їњ ж к≥лькост≥ теплоти ≥нш≥й систем≥ при б≥льш висок≥й температур≥. ‘≥зичний зм≥ст другого закону термодинам≥ки пол¤гаЇ в тому, що енерг≥¤ теплового руху молекул речовини в одному в≥дношенн≥ ¤к≥сно в≥др≥зн¤Їтьс¤ в≥д вс≥х ≥нших вид≥в енерг≥њ - механ≥чноњ, електричноњ, х≥м≥чноњ, ¤дерноњ ≥ т.д. ÷¤ в≥дм≥нн≥сть пол¤гаЇ в тому, що енерг≥¤ будь-¤кого виду, кр≥м енерг≥њ теплового руху молекул, може ц≥лком перетворитис¤ в будь-¤кий вид енерг≥њ, у тому числ≥ в енерг≥ю теплового руху. ≈нерг≥¤ ж теплового руху молекул може зазнавати перетворенн¤ в будь-¤кий ≥нший вид енерг≥њ лише частково. ” результат≥ цього будь-¤кий ф≥зичний процес, у ¤кому в≥дбуваЇтьс¤ перетворенн¤ ¤кого-небудь виду енерг≥њ в енерг≥ю теплового руху молекул, Ї необоротним процесом, тобто в≥н не може бути зд≥йснений ц≥лком у зворотному напр¤мку. ¬ираз Умашина,що д≥Ї пер≥одичноФ, сл≥д розум≥ти так, що њњ робоче т≥ло зд≥йснюЇ цикли , отже воно в результат≥ циклу не зазнаЇ н≥¤ких зм≥н ≥ не втрачаЇ своЇњ енерг≥њ. якби можна було побудувати таку теплову машину, то вона працювала б внасл≥док охолодженн¤ атмосфери, земноњ кори, води мор≥в ≥ океан≥в, тобто за рахунок практично невичерпних джерел енерг≥њ. —писок використаних джерел »хак-–уб≥нер ‘. ¬≥чний двигун. ћ., 1922. абард≥н ќ. ‘. ‘≥зика : ƒов≥дков≥ матер≥али. ћ., 1991. ќрд-’ьюм ј. ¬≥чний рух. ћ., 1980. ѕерельман я. ». ÷≥кава ф≥зика. ћ., 1991. ƒ.ƒжанкол≥ ‘≥зика ћ.,Фћ»–Ф,1989 Ѕлудов ћ.≤. Ѕес≥ди з ‘≥зики ињв У–ад¤нська школаФ , 1989 ƒж. ќр≥р ‘≥зика ћосква Ућ»–Ф, 1981
Ќазва: ƒругий закон термодинам≥ки та його значенн¤
ƒата публ≥кац≥њ: 2005-03-24 (5886 прочитано) |
.gif){kind=spacer}
