химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

, т. е. каждое из них может быть доказано на основании другого.

Так как переход теплоты или ее превращение в работу рассматривается как единственный результат процесса, то, очевидно, необходимо, чтобы система, участвующая в теплообмене, возвращалась в результате процесса или совокупности процессов в первоначальное состояние. При таком циклическом процессе внутренняя энергия системы не изменится.

Предположим, что вторая из приведенных выше формулировок (особенно в последней ее форме) неправильна. Тогда можно было бы построить машину, работающую циклами, «рабочее тело» которой периодически возвращалось бы в исходное состояние, причем эта машина давала бы работу за счет теплоты, поглощаемой извне от тела, не более нагретого, чем сама система и все другие окружающие систему тела. Такой процесс протекал бы без нарушения первого закона термодинамики (работа за счет теплоты), но для практики он был равноценен получению работы из ничего, так как всякая машина имела бы практически неисчерпаемый источник теплоты в окружающей среде. Так пароход мог бы двигаться, отнимая теплоту океанской воды и не нуждаясь в топливе. Такая машина называется перпетуум мобиле (вечный двигатель) второго рода. Исходя из этого определения, можно сформулировать второй закон термодинамики, придав постулату Томсона иную форму: перпетуум мобиле второго рода невозможен.

Очевидно, постулаты Клаузиуса и Томсона можно объединить в один, согласно которому: единственным резу л*ь-татом цикла не может быть отрицательный процесс. Это—наиболее широкая формулировка, однако ее недостаток заключается в том, что она требует дополнительного определения отрицательного (несамопроизвольного) процесса. Исходные постулаты Клаузиуса и Томсона, имея вид частных формулировок, оказываются (каждый в отдельности) совершенно достаточными для построения всех выводов, следующих из другого постулата.

Следует подчеркнуть, что как положения Клаузиуса и Томсона, так и утверждение о невозможности перпетуум мобиле второго рода не доказываются на основании других законов или положений. Они являются предположениями, которые оправдываются всеми следствиями, из них вытекающими, но не могут быть доказаны для всех возможных случаев.

Заканчивая изложение основных положений второго закона термодинамики, приведем некоторые высказывания М. В. Ломоносова, основанные иа разработанной им механической теории теплоты и опубликованные за сто лет до того, как утвердился второй закон термодинамики.

«Холодное тело В, погруженное в (теплое) тело А, не может воспринять большую степень теплоты, чем какую имеет А (1747 г.)» (М. В. Ломоносов. Сочинения, т. 2. стр. 37, 1951 г.).

«По необходимости должна существовать наибольшая и последняя степень холода, которая должна состоять в полном прекращении вращательного движения частиц» (там же, стр. 39).

§ 3. Теоремы Карно

Цикл Карно (стр. 43) является простейшим круговым процессом. Он был рассмотрен как сочетание процессов сжатия и расширения идеального газа, дающее механическую работу.

Существенным в цикле Карно является то, что теплообмен в этом цикле совершается только при постоянных двух температурах.

В общей форме цикл Карно может быть осуществлен и не на основе расширения и сжатия газа, а таким образом, что роль рабочего тела может играть, например, гальванический элемент,

В таком цикле Карно гальванический элемент при известной температуре поглощает теплоту нагревателя и производит электрическую работу. Последняя может быть затрачена на поднятие тяжести и таким образом сохранена как потенциальная механическая энергия. Заставляя затем элемент работать в условиях идеальной тепловой изоляции, можно аднабатно понизить (или повысить) его температуру, после чего, используя сохраненную работу, можно провести химическую реакцию в элементе в обратном направлении, при ином значении электродвнжущей силы, а затем адиабатно довести элемент до первоначальной температуры.

Коэффициент полезного действия такого цикла, работающего равновесно, должен быть тем же, что и у цикла Карно, работающего с идеальным газом. Важно только, чтобы система обменивалась теплотой с окружающей средой при двух температурах, одинаковых в обоих циклах.

Путем исследования цикла Карно с использованием второго закона термодинамики могут быть доказаны две важные теоремы, из которых можно найти количественный критерий направления процесса.

Рассмотрим две машины—/ и // (рис. Ill, I), рабочими телами в которых являются два разных вещества. Обе машины работают по циклу Карно в одном и том же интервале от 7\ (нагреватель) до Т2 (холодильник).

Рис. Ill, 1. Схема для доказательства теоремы

Карно.

Машина 1 работает равновесно и обратимо. Об обратимости машины // мы пока не имеем сведений. Заставив машину / работать в обратном направлении, а машину // в прямом направлении, подбираем размеры машин так, чтобы производимые ими работы были равны по абсолютной величине: |Лп|=|—Л/|. Пусть при этом теплота, получаемая рабочим телом машины // у нагревателя, и тепло

страница 33
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
powercom vanguard vgs 2000xl
SDLF1DAR-960G-1JA2
кухонный уголок для кухни хай тек
http://taxiru.ru/fotootchet_forum_taksi/

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.11.2017)