Термодинамикийн хоёр дахь хууль нь товч юм. Эргэж болох ба эргэлт буцалтгүй үйл явц

Термодинамикийн хоёр дахь хуулийн хэд хэдэн томъёолол байдаг бөгөөд тэдгээрийн хоёрыг доор өгөв.

· дулаан бага температуртай биеэс өндөр температуртай бие рүү урсаж чадахгүй(Р. Клаузиусын томъёолол);

· Хоёрдахь төрлийн байнгын хөдөлгөөнт машин нь боломжгүй, өөрөөр хэлбэл нэг биеийг хөргөсний улмаас дулааныг ажил болгон хувиргах цорын ганц үр дүн нь ийм үечилсэн процесс юм (Томсоны томъёо).

Термодинамикийн хоёр дахь хууль нь энерги дамжуулах хоёр хэлбэрийн тэгш бус байдлыг харуулж байна - ажил ба дулаан. Энэ хууль нь бүхэл бүтэн биеийн эмх цэгцтэй хөдөлгөөний энергийг (механик энерги) түүний бөөмсийн эмх замбараагүй хөдөлгөөний энергид (дулааны энерги) шилжүүлэх үйл явц нь эргэлт буцалтгүй гэдгийг харгалзан үздэг. Жишээлбэл, үрэлтийн үед механик энерги нь нэмэлт процессгүйгээр дулаан болж хувирдаг. Эмх замбараагүй бөөмийн хөдөлгөөний энергийг (дотоод энерги) ажилд шилжүүлэх нь зөвхөн нэмэлт үйл явц дагалддаг тохиолдолд л боломжтой юм. Тиймээс шууд мөчлөгт ажилладаг дулааны хөдөлгүүр нь зөвхөн халаагуураас өгсөн дулааны ачаар л ажил хийдэг боловч хүлээн авсан дулааны нэг хэсэг нь хөргөгчинд шилждэг.

Дотоод энергиээс гадна энтропи У, энэ нь системийн төлөвийн параметрүүдийн өвөрмөц функц юм бусад төлөвийн функцууд нь термодинамикад өргөн хэрэглэгддэг (; чөлөөт энерги, энтальпиТэгээд энтропи).

Үзэл баримтлал энтропи 1865 онд Рудольф Клаусиус танилцуулсан. Энэ үг грек хэлнээс гаралтай. энтропимөн шууд утгаараа гэсэн үг эргэх, хувиргалт.термодинамикийн хувьд энэ нэр томъёог янз бүрийн төрлийн энерги (механик, цахилгаан, гэрэл, химийн) дулаан болгон хувиргах, өөрөөр хэлбэл молекулуудын санамсаргүй, эмх замбараагүй хөдөлгөөн болгон хувиргах үйл явцыг тодорхойлоход ашигладаг. Энэ энергийг цуглуулж, олж авсан зүйл болгон хувиргах боломжгүй юм.

Тодорхойлохын тулд эргэлт буцалтгүй сарнилын арга хэмжэээсвэл сарнихэрчим хүч, энэ ойлголтыг нэвтрүүлсэн. Энтропи Стөрийн чиг үүрэг юм. Энэ нь бусад термодинамик функцүүдээс ялгардаг статистик, өөрөөр хэлбэл магадлалын шинж чанар.

Хэрэв термодинамик системд дулааныг хүлээн авах эсвэл ялгаруулах үйл явц явагдах юм бол энэ нь системийн энтропийн өөрчлөлтөд хүргэдэг бөгөөд энэ нь нэмэгдэж эсвэл буурч болно. Эргэшгүй мөчлөгийн үед тусгаарлагдсан системийн энтропи нэмэгддэг

dS> 0. (3.4)

Энэ нь системд эргэлт буцалтгүй эрчим хүчний алдагдал үүсдэг гэсэн үг юм.

Хэрэв хаалттай системд буцах процесс явагдах юм бол энтропи өөрчлөгдөхгүй хэвээр байна

dS= 0. (3.5)

Хязгааргүй бага хэмжээний дулаан ялгардаг тусгаарлагдсан системийн энтропийн өөрчлөлтийг дараахь харьцаагаар тодорхойлно.

. (3.6)

Энэ хамаарал нь буцаах процесст хүчинтэй. Хаалттай системд тохиолддог эргэлт буцалтгүй үйл явцын хувьд бид:

dS> .

Нээлттэй системд энтропи үргэлж нэмэгддэг. Дифференциал гэж нэрлэгддэг төрийн функцийг нэрлэнэ багассан дулаан.

Тиймээс хаалттай системд тохиолддог бүх процессуудад эргэлт буцалтгүй процессын үед энтропи нэмэгдэж, буцах процессын үед өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Тиймээс (3.4) ба (3.5) томъёог нэгтгэж, хэлбэрээр танилцуулж болно.

dS ³ 0.

Энэ статистиктермодинамикийн хоёрдугаар хуулийн томъёолол.

Хэрэв систем нь 1-р төлөвөөс 2-р төлөв рүү тэнцвэрт шилжилтийг хийвэл (3.6) тэгшитгэлийн дагуу. , энтропийн өөрчлөлт

Д С 1- 2 = С 2 – С 1 = .

Энэ нь энтропи өөрөө биш, харин энтропи хоорондын ялгаа нь физикийн утгыг агуулдаг.

Идеал хийн процесс дахь энтропийн өөрчлөлтийг олцгооё. Учир нь:

; ;

,

эсвэл: . (3.7)

Энэ нь 1-р төлөвөөс 2-р төлөвт шилжих үед идеал хийн энтропийн өөрчлөлт нь шилжилтийн процесс 1® 2-ын төрлөөс хамаардаггүйг харуулж байна.

Томъёо (3.7)-аас харахад хэзээ изотермүйл явц ( T 1 = T 2):

.

At изохорикүйл явц, энтропийн өөрчлөлт тэнцүү байна

.

Учир нь адиабатаар боловсруулсан Q= 0, дараа нь uD С= 0, тиймээс тогтмол энтропи үед урвуу адиабат процесс явагдана. Тийм учраас тэд түүнийг дууддаг изонтроп процесс.

Системийн энтропи нь аддитивийн шинж чанартай бөгөөд энэ нь системийн энтропи нь системийн нэг хэсэг болох бүх биеийн энтропиүүдийн нийлбэртэй тэнцүү гэсэн үг юм.

Хэрэв бид статистикийн физикийг оролцуулбал энтропийн утга илүү тодорхой болно. Үүнд энтропи холбоотой байдаг системийн төлөвийн термодинамик магадлал. Системийн төлөв байдлын термодинамик магадлал W нь өгөгдсөн макро төлөвийг тодорхойлдог координат ба хурдны дагуу бөөмсийн боломжит бүх бичил тархалтын тоотой тэнцүү байна: Walways³ 1, өөрөөр хэлбэл термодинамик магадлал нь математикийн утгаараа магадлал биш юм.

Л.Больцман (1872) системийн энтропи нь Больцманы тогтмолын үржвэртэй тэнцүү болохыг харуулсан. ктухайн төлөвийн термодинамик магадлал W-ийн логарифмээр

Үүний үр дүнд энтропи дараах статистик тайлбарыг өгч болно. энтропи нь системийн эмх замбараагүй байдлын хэмжүүр юм. Томъёо (3.8)-аас тодорхой байна: өгөгдсөн макро төлөвийг хэрэгжүүлэх микро төлөвийн тоо их байх тусам энтропи их байх болно. Системийн хамгийн их магадлалтай төлөв бол тэнцвэрт байдал юм. Микро төлөвийн тоо хамгийн их байдаг тул энтропи хамгийн их байдаг.

Бүх бодит үйл явц нь эргэлт буцалтгүй байдаг тул үүнийг маргаж болно хаалттай систем дэх бүх үйл явц нь энтропи нэмэгдэхэд хүргэдэг - энтропи нэмэгдүүлэх зарчим.

Энтропийн статистик тайлбарт энэ нь хаалттай систем дэх процессууд төлөв байдлын магадлал хамгийн их болох хүртэл магадлал багатай төлөвөөс илүү магадлалтай төлөв рүү чиглэсэн чиглэлд явагдана гэсэн үг юм.

Үүнийг жишээгээр тайлбарлая. Хуваалтаар хоёр тэнцүү хэсэгт хуваагдсан хөлөг онгоцыг төсөөлье АТэгээд Б. Хэсэгчилсэн байдлаар Ахий байгаа ба дотор Б- вакуум. Хэрэв та хуваалтанд нүх гаргавал хий тэр даруй "өөрөө" өргөжиж эхлэх бөгөөд хэсэг хугацааны дараа савны бүх эзэлхүүнд жигд тархах болно. хамгийн их магадлалтайсистемийн төлөв. Хамгийн бага магадлалтайИхэнх хийн молекулууд савны хагасын аль нэгийг гэнэт дүүргэх төлөв бий болно. Та энэ үзэгдлийг хүссэнээрээ хүлээж болно, гэхдээ хий өөрөө хэсэг болгон дахин угсардаггүй. А. Үүнийг хийхийн тулд та хий дээр зарим ажил хийх хэрэгтэй: жишээлбэл, поршений адил хэсгийн баруун ханыг хөдөлгө. Б. Тиймээс аливаа физик систем нь магадлал багатай төлөвөөс илүү магадлалтай төлөв рүү шилжих хандлагатай байдаг. Системийн тэнцвэрт байдал илүү магадлалтай.

Энтропи ба Р.Клаузиусын тэгш бус байдлын ойлголтыг ашиглан, термодинамикийн хоёр дахь хуульэргэлт буцалтгүй процессын үед хаалттай системийн энтропи нэмэгдэх хууль гэж томъёолж болно.

Хаалттай систем дэх аливаа эргэлт буцалтгүй үйл явц нь тэнцвэрийн төлөвт дээд цэгтээ хүрснээр систем илүү өндөр энтропитэй төлөвт орох магадлал өндөр байдаг. Эсвэл өөр:

хаалттай системд тохиолддог процессуудад энтропи буурдаггүй.

Бид зөвхөн хаалттай системийн тухай ярьж байгааг анхаарна уу.

Тэгэхээр термодинамикийн хоёр дахь хууль бол статистикийн хууль юм. Энэ нь тусгаарлагдсан системийн нэг хэсэг болох олон тооны бөөмсийн эмх замбараагүй хөдөлгөөний зайлшгүй хэв маягийг илэрхийлдэг. Гэсэн хэдий ч статистикийн аргууд нь системд маш олон тооны бөөмс байгаа тохиолдолд л хэрэглэгдэх боломжтой. Цөөн тооны тоосонцор (5-10) хувьд энэ аргыг хэрэглэхгүй. Энэ тохиолдолд бүх бөөмс эзэлхүүний хагаст байх магадлал тэг байхаа больсон, эсвэл өөрөөр хэлбэл ийм үйл явдал тохиолдож болно.

Орчлон ертөнцийн халуун үхэл. Р.Клаузиус Орчлон ертөнцийг хаалттай систем гэж үзэн, термодинамикийн хоёрдугаар хуулийг түүнд хэрэглэхдээ бүх зүйлийг багасгаж, Орчлон ертөнцийн энтропи хамгийн дээд цэгтээ хүрэх ёстой гэсэн үг юм. Энэ нь хөдөлгөөний бүх хэлбэр нь дулааны хөдөлгөөн болж хувирах ёстой гэсэн үг бөгөөд үүний үр дүнд Орчлон ертөнцийн бүх биеийн температур цаг хугацааны явцад тэнцүү болж, дулааны бүрэн тэнцвэрт байдал үүсч, бүх процессууд зогсох болно: дулааны үхэл. Орчлон ертөнц бий болно.

Термодинамикийн үндсэн тэгшитгэл . Энэ тэгшитгэл нь термодинамикийн нэг ба хоёрдугаар хуулиудын томъёог нэгтгэдэг.

г Q = dU + p dV, (3.9)

Термодинамикийн хоёрдугаар хуулийг илэрхийлсэн (3.9) тэгшитгэлийг (3.10) тэгшитгэлд орлъё:

.

Энэ л байна термодинамикийн үндсэн тэгшитгэл.

Эцэст нь хэлэхэд, хэрэв термодинамикийн эхний хууль нь үйл явцын энергийн тэнцвэрийг агуулдаг бол хоёр дахь хууль нь түүний боломжит чиглэлийг харуулна гэдгийг бид дахин тэмдэглэж байна.

Термодинамикийн гурав дахь хууль

Термодинамикийн өөр нэг хуулийг 1906 онд В.Нернст химийн урвалын энтропийн өөрчлөлтийг судлах явцад тогтоожээ. гэж нэрлэдэг Нернстийн теорем буюу термодинамикийн гуравдугаар хуульабсолют тэг температурт бодисын дулаан багтаамжийн зан үйлтэй холбоотой.

Нернстийн теоремҮнэмлэхүй тэг рүү ойртох үед системийн төлөв байдлын бусад бүх параметрүүд ямар утгыг авахаас үл хамааран системийн энтропи мөн тэг рүү чиглэдэг гэж заасан.

.

Энтропи оноос хойш , температур Ттэг рүү чиглэдэг бол бодисын дулааны багтаамж нь мөн тэг байх ёстой бөгөөд үүнээс хурдан байх ёстой Т. Үүнийг дагадаг үнэмлэхүй тэг температурт хүрэх боломжгүйтермодинамикийн үйл явцын хязгаарлагдмал дараалал, өөрөөр хэлбэл хязгаарлагдмал тооны үйлдлүүд - хөргөлтийн машины үйл ажиллагааны мөчлөг (термодинамикийн гурав дахь хуулийн хоёр дахь томъёолол).

Бодит хийнүүд

Ван дер Ваалсын тэгшитгэл

Хангалттай өндөр температур, бага даралттай үед ховордсон хийн төлөвийн өөрчлөлтийг хамгийн тохиромжтой хийн хуулиудаар тодорхойлдог. Гэсэн хэдий ч бодит хийн даралт нэмэгдэж, температур буурах тусам бодит хийн үйл ажиллагаа ба идеал хийн хэсгүүдийн зан үйлийн хоорондын мэдэгдэхүйц ялгаанаас шалтгаалан эдгээр хуулиас ихээхэн хазайлт ажиглагдаж байна.

Бодит хийн төлөвийн тэгшитгэл нь дараахь зүйлийг харгалзан үзэх ёстой.

· молекулын эзэлхүүний эцсийн утга;

· молекулуудын харилцан таталцал.

Үүний тулд Ж.ван дер Ваальс Клапейрон-Менделеевийн тэгшитгэлийн адил савны эзэлхүүнийг биш төлөвийн тэгшитгэлд оруулахыг санал болгосон. pV = RT), молекулууд эзэлдэггүй моль хийн эзэлхүүн, өөрөөр хэлбэл утга ( Вм -б), Хаана Вм - молийн эзэлхүүн. Молекулуудын хоорондох таталцлын хүчийг харгалзан үзэхийн тулд Ж.ван дер Ваальс төлөвийн тэгшитгэлд багтсан даралтын засварыг нэвтрүүлсэн.

Клапейрон-Менделеевийн тэгшитгэлд молекулын дотоод эзэлхүүн (түлхэх хүч) ба таталцлын хүчийг харгалзан үзэхтэй холбоотой залруулга оруулснаар бид олж авна. бодит хийн моль төлөв байдлын тэгшитгэлхэлбэрээр:

.

Энэ Ван дер Ваалсын тэгшитгэл, үүнд тогтмолууд АТэгээд бөөр өөр хийн хувьд өөр өөр утгатай.

Лабораторийн ажил

Дээр бид янз бүрийн физикийн асуудлыг шийдвэрлэх термодинамик аргатай танилцсан. Бүх үндэслэл нь байгалийн үндсэн хуулиудын нэг болох энергийн хадгалалт ба хувирлын хууль буюу термодинамикийн нэгдүгээр хуулийг ашиглахад үндэслэсэн байв.

Хүний туршлагаас харахад энэ хуулийн ач холбогдлыг үл харгалзан байгальд янз бүрийн үзэгдлийн өвөрмөц тохиолдлуудыг тайлбарлахад хангалтгүй юм. Үүнийг батлахын тулд термодинамикийн анхны хууль ба түүнээс үүсэх үр дагаврыг дээр дурдсанаас арай өөр өнцгөөс авч үзье. Математикийн хувьд термодинамикийн эхний хуулийг дараахь тэгшитгэлээр илэрхийлнэ.

Үүний физик утга нь системийн дотоод энерги өөрчлөгдөх боломжтой эсвэл үүний үр дүнд бий болсон гэсэн үг юм

ажлын гүйцэтгэл, эсвэл тодорхой хэмжээний дулаан дамжуулсны үр дүнд. Бичсэн тэгшитгэл нь системийн дотоод энергийг өөрчлөх бүх боломжит аргыг шавхах нь маш чухал юм: системийн дотоод энерги нь зөвхөн ажил гүйцэтгэх эсвэл тодорхой хэмжээний дулаан дамжуулах үр дүнд л өөрчлөгдөж болно.

Системийн дотоод энергийг өөрчлөх эдгээр аргуудын аль аль нь авч үзэж буй системд ороогүй зарим биетэй харилцан үйлчлэлцэхийг илэрхийлдэг гэдгийг одоо анхаарч үзье. Ажил нь гадны хүчний нөлөөгөөр, өөрөөр хэлбэл түүнд ороогүй аливаа биетээс системд үйлчилж байгаа хүч, эсвэл эсрэгээр эдгээр гадны хүчний үйлдлийг даван туулах системээр хийгддэг.

Үүний нэгэн адил системийн дотоод энергийг өөрчлөхөд шаардагдах дулааны хэмжээг түүнд ороогүй аливаа биетээс эсвэл системээс эдгээр бие рүү шилжүүлдэг.

Системийн дотоод энергийг гаднах биетэй харилцах хэрэгцээ нь тусгаарлагдсан системд, өөрөөр хэлбэл харилцан үйлчлэгч бүх биетүүдийг багтаасан системд дотоод энерги өөрчлөгдөөгүй хэвээр байхад хүргэдэг. Дээр дурдсан зүйлийг харгалзан термодинамикийн нэгдүгээр хуулийг заримдаа ийм байдлаар томъёолж, тусгаарлагдсан системийн дотоод энерги тогтмол байдаг, эсвэл тусгаарлагдсан системд ижил байдаг.

Төрөл бүрийн термодинамик системд олон янзын үйл явцыг оюун ухаанаараа төсөөлж болно. Термодинамикийн эхний хууль нь энергийн харилцааны үүднээс үүсэх нь үндсэндээ боломжтой процессуудыг сонгох боломжийг бидэнд олгодог.

Жишээлбэл, авч үзэж буй систем нь тохирох температуртай ижил шингэний хоёр хэсгээс бүрдэнэ гэж бодъё. Шингэний эдгээр хэсгүүдийг бусад биетэй харилцан үйлчлэлээс тусгаарлах нөхцөлд шавхах үед бүхэл бүтэн тодорхой нийтлэг температур бий болно. Термодинамикийн 1-р хуульд үндэслэн хольцын эцсийн температур нь шингэний холимог хэсгүүдийн дулааны температураас илүү байж болохгүй гэж бид баталж чадна. Ийм үр дүнд хүргэх үйл явцыг термодинамикийн нэгдүгээр хуулиар зөвшөөрдөггүй. Түүнээс гадна, үнэхээр тусгаарлагдсан системийн хувьд зөвхөн дараахь тэгш байдлыг хангасан ийм процессууд боломжтой гэж үүнтэй адил үндэслэлээр маргаж болно.

Термодинамикийн анхны хуулийн асар их ач холбогдол нь хүний ​​төсөөлж чадах хязгааргүй олон процессоос хэрхэн сонгохыг зааж өгдөгт оршдог.

ерөнхийдөө тохиолдох боломжтой үйл явцыг төсөөлөөд үз дээ.

Гэсэн хэдий ч, боломжит процессуудыг тодорхойлоход туслахын зэрэгцээ термодинамикийн эхний хууль нь тэдгээрийг цаашид ялгах үндэслэл болохгүй: термодинамикийн эхний хуулийн үүднээс бүх сонгосон процессууд адилхан боломжтой байдаг.

Энэ онцлогийг ойлгохын тулд дээрх жишээ рүү буцъя. Өөр өөр температуртай шингэний хоёр хэсгийг холихдоо термодинамикийн нэгдүгээр хуулийн үүднээс авч үзвэл ямар ч процесс явагдах боломжтой бөгөөд үүний үр дүнд хольцын температур тэгшитгэл (21) -д тохирох утгыг авдаг.

Гэсэн хэдий ч термодинамикийн нэгдүгээр хуулийн үүднээс авч үзвэл, түүний эсрэг үйл явц нь бас боломжтой юм: термодинамикийн нэгдүгээр хууль нь масс нь хаа сайгүй ижил температуртай шингэн байх боломжийг олгодог. Зөвхөн эдгээр температурууд (21) тэгшитгэлийг хангаж байвал өөр өөр температуртай хоёр хэсэгт аяндаа хуваагдана. Термодинамикийн 1-р хууль нь зөвхөн тусгаарлагдсан системийн дотоод энергийг өөрчлөхийг зөвшөөрдөггүй, харин тухайн тусгаарлагдсан системийн дотоод энергийн дахин хуваарилалтыг ямар ч байдлаар хязгаарладаггүй.

Үүний зэрэгцээ, туршлага нь байгальд өөр нөхцөл байдал ажиглагдаж байгааг хүнд заадаг.

Шингэний хэд хэдэн хэсгийг өөр өөр температурт холих үед хольц нь бүх шингэнд нийтлэг тодорхой температурыг үргэлж олж авдаг гэдгийг сайн мэддэг. Хаа сайгүй ижил температуртай шингэнд гадны нөлөөлөлгүйгээр шингэний нэг хэсгээс нөгөөд нь тодорхой хэмжээний дулаан аяндаа шилждэг тул температурын зөрүү хэзээ ч үүсдэггүй нь туршлагаас сайн мэдэгдэж байна.

Үүний нэгэн адил аливаа давсны усан уусмалыг цэвэр устай холих үед ууссан бодисын тархалт үргэлж ажиглагдаж, бүх шингэн дэх уусмалын концентрацийг тэнцүүлэх, мөн усанд ууссан бодис хэзээ ч ажиглагддаггүй. Аливаа шингэн нь түүний нэг хэсэгт аяндаа хуримтлагддаг бол хоёр дахь нь цэвэр уусгагч агуулсан байх боловч энэ процесс нь термодинамикийн нэгдүгээр хуультай зөрчилддөггүй.

Эцэст нь механик ажил нь дулаан болж аяндаа хувирч байгааг байнга ажиглаж болно. Тиймээс, жишээлбэл, та хүнд блокийг налуу хавтгайн дагуу гулсуулж болно (Зураг 101), таталцлын хүчээр хийсэн бүх ажил нь үрэлтийн улмаас дулаан болж хувирах болно. Үрэлтийн үр дүнд блок болон налуу хавтгайн температур бага зэрэг нэмэгдэж, системийн дотоод энерги тогтмол байх болно.

Үүний зэрэгцээ, хичнээн их хүлээгдэж байгаагаас үл хамааран блок болон налуу хавтгай аяндаа хөргөж байгааг ажиглах боломжгүй бөгөөд үүний үр дүнд блок өөрөө налуу хавтгайд шилжиж эхлэх болно, гэхдээ энэ үйл явц нь бас боломжтой. системийн тогтмол дотоод энергитэй хамт үүсдэг.

Тиймээс термодинамикийн нэгдүгээр хуулийн үүднээс авч үзвэл боломжтой процессууд нь тохиолдлын хувьд тэгш бус болж хувирдаг, туршлагаас харахад тусгаарлагдсан системд эдгээр процессуудын зарим нь тохиолддог бол зарим нь тохиолддоггүй.

Ийм үйл явцын хоорондох ялгааг термодинамикийн хоёр дахь үндсэн хууль буюу хоёр дахь хуулиар илэрхийлдэг.

Термодинамикийн хоёрдугаар хуульд энтропи гэж нэрлэгддэг төрийн функц байдаг бөгөөд энэ нь тусгаарлагдсан системд тохиолддог бүх бодит үйл явцын хувьд нэмэгддэг шинж чанартай байдаг.

Тиймээс термодинамикийн хоёр дахь хуульд дараахь томъёог өгч болно: тусгаарлагдсан системд зөвхөн системийн энтропи нэмэгддэг ийм процессууд л боломжтой байдаг.

Ихэнхдээ термодинамикийн хоёрдахь хуулийг арай өөрөөр томъёолдог, жишээлбэл, Келвин энэ хуулийг ямар ч биеэс дулааныг хүлээн авах, түүнтэй адилтгах процесс болгон хувиргах цорын ганц үр дүн нь боломжгүй гэсэн мэдэгдэл хэлбэрээр томъёолжээ. ажлын хэмжээ.

Клаузиус термодинамикийн хоёр дахь хуулийг бичихийг санал болгож, дулааныг хүйтэн биеэс дулаан бие рүү аяндаа шилжүүлэх боломжгүй гэсэн үг юм. Хоёрдахь зарчмын эдгээр томъёолол, түүнчлэн уран зохиолд олдсон бусад хэд хэдэн томъёолол нь эцсийн дүндээ ижил дүгнэлтэд хүргэдэг бөгөөд энэ талаараа тэнцүү юм.

Эхнийх гэж өгсөн томъёолол нь термодинамикийн хоёр дахь хуулийн ерөнхий байдлыг илүү тодорхой харуулж байгаагаараа ялгаатай.

Термодинамикийн 2-р хуулийн дагуу тусгаарлагдсан системд энэ эсвэл өөр хувиргалт боломжтой юу гэсэн асуултад хариулахын тулд энэ хувиргалт дахь энтропийн өсөлтийг тооцоолох шаардлагатай бөгөөд хэрэв энэ өсөлт эерэг байвал Үүний үр дүнд тусгаарлагдсан системийн энтропи нэмэгддэг тул энэ өөрчлөлтийг хийх боломжтой. Үүнтэй адил

Тусгаарлагдсан системд энтропийн өсөлт сөрөг болж хувирах үйл явц боломжгүй, учир нь ийм процессын үед тусгаарлагдсан системийн энтропи буурах ёстой.

Термодинамикийн хувьд энтропи нь тоон үзүүлэлтээр тодорхойлогддоггүй, харин системийн төлөвийн аливаа өөрчлөлтөд харгалзах энтропийн зөрүү юм. Шинэ төлөвийн функц - энтропи - үсгээр болон тодорхойлолтын дагуу тэмдэглэгдсэн байна

Ийнхүү энтропийн дифференциал өөрчлөлтийг системээс хүлээн авсан эсвэл ялгаруулж буй ялгавартай бага хэмжээний дулааныг процесс явагдаж буй температурт харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлно. Томъёо (22) ба (23) хэрхэн ашиглагдаж байгааг тайлбарлахын тулд зарим жишээг авч үзье.

1. 1 кмоль мөс хайлахад энтропийн өөрчлөлтийг тооцоолъё. Мөс хайлах хувийн дулаан Мөс хайлах нь тогтмол температур 273 ° К-д явагддаг тул (23) тэгшитгэлд үүнийг интегралын тэмдгээс хассан бөгөөд энэ тохиолдолд шаардлагатай дулааны хэмжээтэй тэнцүү байх болно. нэг км мөс хайлуулна.

Тиймээс:

2. Нэг километр идеал хий нь даралт ба температурт эзэлхүүнийг эзэлдэг Хийн тэнцвэрт шилжилтийн үеийн энтропийн өөрчлөлтийг төлөвийн параметрүүдээр тодорхойлъё.

Термодинамикийн анхны хуулийг бичье.

Идеал хийн хувьд эдгээр утгыг эхний хуулийн тэгшитгэлд орлуулж, бид үүнийг дараах хэлбэрээр бичнэ.

Энэ тэгшитгэлийг энтропийн тодорхойлолтыг (22-р тэгшитгэл) харгалзан хувааж, бид дараахь зүйлийг олж авна.

-ээс хүртэлх муж дахь тэгшитгэлийг нэгтгэснээр бид хүссэн шийдлийг олно.

Хэсэг нь маш том учраас олз эсвэл алдагдлын үед температурын өөрчлөлтийг үл тоомсорлож болно гэж бид таамаглах болно. Дулаан дулаан биеэс хүйтэн бие рүү шилжих үед систем дэх энтропийн нийт өөрчлөлт дараах байдалтай байна.

Бие махбодоос дулаан ялгарах үед хасах тэмдэг, тодорхой хэмжээний дулаан авах үед нэмэх тэмдэг тавина.

Дулаан нь хүйтэн биеэс дулаан бие рүү шилжих тохиолдолд системийн энтропийн нийт өөрчлөлт дараах байдалтай байна.

Тиймээс дулааныг илүү халуун биеэс хүйтэн бие рүү шилжүүлэх нь энтропийн эерэг өсөлт дагалддаг тул тусгаарлагдсан системд энэ үйл явц боломжтой байдаг. Эсрэгээр, дулааныг хүйтэн биеэс дулаан бие рүү шилжүүлэх нь энтропийн сөрөг өсөлт дагалддаг тул тусгаарлагдсан системд ийм үйл явц боломжгүй юм.

Хоёрдахь жишээ болгон идеал хийн эзэлхүүн өөрчлөгдөхөд энтропийн өөрчлөлтийг авч үзье. Энэ тохиолдолд энтропийн өөрчлөлтийг дараах томъёогоор илэрхийлнэ.

Хэрэв эзэлхүүний өөрчлөлт изотерм байвал:

өөрөөр хэлбэл эцсийн эзэлхүүн нь анхны эзэлхүүнээс их байх үед энтропийн өөрчлөлт үргэлж эерэг байх болно. Өөрөөр хэлбэл, тусгаарлагдсан систем болох хамгийн тохиромжтой хий нь түүнд өгсөн бүх эзэлхүүнийг эзлэхийг хичээж, аяндаа тэлэх болно.

Боломжит үйл явцын чиглэлийг тодорхойлохын тулд хоёр дахь хуулийг хэрэглэх хамгийн энгийн жишээг дээр дурдсан болно. Гэсэн хэдий ч энэ хууль нь илүү төвөгтэй үйл явцын чиглэлийг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгодог. Нэмж дурдахад, энэ нь тухайн үйл явц ямар нөхцөлд хүссэн чиглэлд үргэлжлэхийг урьдчилан тодорхойлох боломжийг олгодог.

Мэдэгдэж байгаагаар термодинамикийн эхний хууль нь термодинамик процесс дахь энерги хадгалагдах хуулийг тусгадаг боловч үйл явцын чиглэлийн талаар ойлголт өгдөггүй. Нэмж дурдахад та эхний хуультай зөрчилдөхгүй олон термодинамик процессуудыг гаргаж ирж болно, гэхдээ бодит байдал дээр ийм процесс байдаггүй. Термодинамикийн хоёр дахь хууль (хууль) байгаа нь тодорхой үйл явцын боломжийг бий болгох хэрэгцээ шаардлагаас үүдэлтэй юм. Энэ хууль нь термодинамик процессын урсгалын чиглэлийг тодорхойлдог. Термодинамикийн хоёр дахь хуулийг боловсруулахдаа тэд энтропи ба Клаузиусын тэгш бус байдлын тухай ойлголтыг ашигладаг. Энэ тохиолдолд термодинамикийн хоёрдахь хуулийг хэрэв процесс эргэлт буцалтгүй бол хаалттай системийн энтропийн өсөлтийн хууль гэж томъёолсон болно.

Термодинамикийн хоёр дахь хуулийн мэдэгдлүүд

Хэрэв процесс хаалттай системд явагдах юм бол энэ системийн энтропи буурахгүй. Томъёоны хэлбэрээр термодинамикийн хоёрдугаар хуулийг дараах байдлаар бичнэ.

Энд S бол энтропи; L нь систем нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих зам юм.

Термодинамикийн хоёрдахь хуулийн энэхүү томъёололд авч үзэж буй систем нь хаалттай байх ёстой гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. Нээлттэй системд энтропи ямар ч байдлаар ажиллаж болно (энэ нь буурах, нэмэгдэх эсвэл тогтмол хэвээр байж болно). Хаалттай системд буцах процессын үед энтропи өөрчлөгддөггүйг анхаарна уу.

Хаалттай системд эргэлт буцалтгүй үйл явцын үед энтропийн өсөлт нь термодинамик систем бага магадлалтай төлөвөөс өндөр магадлалтай төлөв рүү шилжих явдал юм. Алдарт Больцманы томъёо нь термодинамикийн хоёр дахь хуулийн статистик тайлбарыг өгдөг.

Энд k нь Больцманы тогтмол; w - термодинамик магадлал (харгалзан авч буй системийн макро төлөвийг хэрэгжүүлэх арга замын тоо). Тиймээс термодинамикийн хоёр дахь хууль нь термодинамикийн системийг бүрдүүлдэг молекулуудын дулааны (эмх замбараагүй) хөдөлгөөний хэв маягийг тайлбарлахтай холбоотой статистикийн хууль юм.

Термодинамикийн хоёрдугаар хуулийн бусад томъёолол

Термодинамикийн хоёр дахь хуулийн өөр хэд хэдэн томъёолол байдаг.

1) Келвиний томъёолол: Дугуй процессыг бий болгох боломжгүй бөгөөд үр дүн нь зөвхөн халаагуураас хүлээн авсан дулааныг ажил болгон хувиргах болно. Термодинамикийн хоёр дахь хуулийн энэхүү томъёололоос тэд хоёр дахь төрлийн мөнхийн хөдөлгөөнт машиныг бий болгох боломжгүй гэж дүгнэжээ. Энэ нь үе үе ажилладаг дулааны машин нь халаагч, ажлын шингэн, хөргөгчтэй байх ёстой гэсэн үг юм. Энэ тохиолдолд хамгийн тохиромжтой дулааны хөдөлгүүрийн үр ашиг нь Карногийн мөчлөгийн үр ашгаас их байж болохгүй.

халаагчийн температур хаана байна; - хөргөгчийн температур; ( гарчиг=" QuickLaTeX.com-с үзүүлсэн" height="15" width="65" style="vertical-align: -3px;">).!}

2) Клаусиусын томъёолол: Бага температуртай биеэс өндөр температуртай бие рүү зөвхөн дулааныг шилжүүлэх дугуй процессыг бий болгох боломжгүй юм.

Термодинамикийн хоёр дахь хууль нь энергийн дамжуулалтын хоёр хэлбэрийн (ажил ба дулаан) үндсэн ялгааг тэмдэглэдэг. Энэ хуулиас харахад биеийн эмх цэгцтэй хөдөлгөөнөөс бүхэлдээ биеийн молекулууд болон гадаад орчны эмх замбараагүй хөдөлгөөнд шилжих нь эргэлт буцалтгүй үйл явц юм. Энэ тохиолдолд захиалгат хөдөлгөөн нь нэмэлт (нөхөн олговор) процессгүйгээр эмх замбараагүй болж хувирдаг. Харин эмх замбараагүй хөдөлгөөнөөс эмх цэгцтэй хөдөлгөөн рүү шилжих нь нөхөн олговор олгох үйл явцтай хамт байх ёстой.

Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ

ЖИШЭЭ 1

ЖИШЭЭ 2

Термодинамик (Грек. θέρμη - "дулаан", δύναμις - "хүч") нь макроскопийн системийн хамгийн ерөнхий шинж чанар, ийм систем дэх энергийг шилжүүлэх, хувиргах аргуудыг судалдаг физикийн салбар юм.

Термодинамикийн хувьд температурын тухай ойлголтыг нэвтрүүлэхийн тулд төлөв байдал, процессыг судалж үздэг. Термодинамик (Т.) нь туршилтын баримтуудыг нэгтгэн дүгнэхэд үндэслэсэн феноменологийн шинжлэх ухаан юм. Термодинамик системд тохиолддог процессуудыг макроскопийн хэмжигдэхүүнээр (температур, даралт, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентраци) тайлбарладаг бөгөөд эдгээр нь олон тооны бөөмсөөс бүрдэх системийг тодорхойлоход зориулагдсан бөгөөд жишээлбэл, бие даасан молекул, атомуудад хамаарахгүй механик эсвэл электродинамикт нэвтрүүлсэн хэмжигдэхүүнүүд.

Орчин үеийн феноменологийн термодинамик бол хэд хэдэн постулатын үндсэн дээр боловсруулсан хатуу онол юм. Гэсэн хэдий ч эдгээр постулатуудын термодинамик системийг бий болгосон бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн шинж чанар, хуультай холболтыг статистикийн физик өгдөг. Статистик физик нь термодинамикийн хэрэглээний хязгаарыг тодруулах боломжийг олгодог.

Термодинамикийн хуулиуд нь ерөнхий шинж чанартай бөгөөд атомын түвшний бодисын бүтцийн тодорхой нарийн ширийн зүйлээс хамаардаггүй. Тиймээс термодинамикийг эрчим хүч, дулааны инженерчлэл, фазын шилжилт, химийн урвал, тээврийн үзэгдэл, тэр ч байтугай хар нүх гэх мэт шинжлэх ухаан, технологийн өргөн хүрээний асуудалд амжилттай ашиглаж байна. Термодинамик нь физик, хими, химийн технологи, сансрын инженерчлэл, механик инженерчлэл, эсийн биологи, биоанагаах ухааны инженерчлэл, материалын шинжлэх ухаан зэрэг олон төрлийн салбарт чухал ач холбогдолтой бөгөөд эдийн засаг зэрэг салбарт хэрэглэгдэж байна.

Термодинамикийн түүхэн дэх чухал он жилүүд

• Термодинамикийн шинжлэх ухааны үүсэл нь температурын тухай ойлголтыг гаргаж, орчны температурын өөрчлөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх анхны төхөөрөмжийг зохион бүтээсэн Г.Галилейгийн нэртэй холбоотой юм (1597).
• Удалгүй Г.Д.Фаренгейт (1714), Р.Реумур (1730), А.Цельсиус (1742) нар энэ зарчмын дагуу температурын хэмжүүрийг бүтээжээ.
• Ж.Блэк 1757 онд хайлуулах далд дулаан, дулаан багтаамж (1770) гэсэн ойлголтуудыг аль хэдийн нэвтрүүлсэн. Мөн Wilcke (J. Wilcke, 1772) калорийн тодорхойлолтыг 1 г усыг 1 ° C-аар халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ гэж танилцуулсан.
• 1780 онд Лавуазье (А. Лавуазье) болон Лаплас (П. Лаплас) нар калориметрийг зохион бүтээж (Калориметрийг үзнэ үү) анх удаа техникийн үзүүлэлтийг туршилтаар тодорхойлсон. хэд хэдэн бодисын дулааны багтаамж.
• 1824 онд С.Карно (Н.Л., С.Карно) дулааны хөдөлгүүрийн ажиллах зарчмуудыг судлахад зориулсан бүтээлээ хэвлүүлсэн.
• Б.Клапейрон термодинамик процессын график дүрслэлийг нэвтрүүлж, хязгааргүй жижиг мөчлөгийн аргыг боловсруулсан (1834).
• Г.Гельмгольц энерги хадгалагдах хуулийн бүх нийтийн шинж чанарыг тэмдэглэв (1847). Улмаар Р.Клаузиус, В.Томсон (Келвин; В. Томсон) нар термодинамикийн 1-р хууль, термодинамикийн 2-р хууль дээр үндэслэсэн термодинамикийн онолын аппаратыг системтэйгээр боловсруулсан.
• 2-р зарчмыг боловсруулах нь Клаузиусыг энтропийн тодорхойлолт (1854), энтропийн өсөлтийн хуулийг (1865) боловсруулахад хүргэсэн.
• Термодинамик потенциалын аргыг санал болгосон Ж.В.Гиббс (1873)-ийн бүтээлээс эхлэн термодинамикийн тэнцвэрийн онолыг боловсруулсан.
• 2-р хагаст. 19-р зуун бодит хийн судалгааг хийсэн. Шингэн-уурын системийн эгзэгтэй цэгийг анх нээсэн (1861), түүний оршин тогтнохыг Д.И.Менделеев (1860) таамаглаж байсан Т.Эндрюсийн туршилт онцгой үүрэг гүйцэтгэсэн.
• 19-р зууны эцэс гэхэд. бага температурыг олж авахад ихээхэн ахиц дэвшил гарсан бөгөөд үүний үр дүнд O2, N2, H2 шингэрүүлсэн.
• 1902 онд Гиббс статистикийн физикийн хүрээнд бүх үндсэн термодинамик харилцааг олж авсан бүтээлээ хэвлүүлсэн.
• Кинетик хоорондын холбоо биеийн шинж чанар ба түүний термодинамик. шинж чанарыг Л.Онсагер (Л.Онсагер, 1931) тогтоосон.
• 20-р зуунд Янз бүрийн фазын шилжилт явагддаг хатуу биет, түүнчлэн квант шингэн ба шингэн талстуудын термодинамикийг эрчимтэй судалжээ.
• Л.Д.Ландау (1935-37) аяндаа тэгш хэмийн эвдрэлийн тухай ойлголт дээр тулгуурлан фазын шилжилтийн ерөнхий онолыг боловсруулсан.

Термодинамикийн хэсгүүд

Орчин үеийн феноменологийн термодинамикийг ихэвчлэн ийм систем дэх тэнцвэрийн термодинамикийн систем ба процессыг судалдаг тэнцвэрийн (эсвэл сонгодог) термодинамик ба термодинамикийн тэнцвэрт байдлаас хазайх нь харьцангуй бага бөгөөд хэвээр байх боломжийг олгодог систем дэх тэнцвэргүй термодинамик гэж хуваагддаг. тайлбар.

Тэнцвэрийн (эсвэл сонгодог) термодинамик

Тэнцвэрийн термодинамикийн хувьд дотоод энерги, температур, энтропи, химийн потенциал зэрэг хувьсагчдыг нэвтрүүлдэг. Тэдгээрийг бүгдийг нь термодинамик параметрүүд (хэмжигдэхүүн) гэж нэрлэдэг. Сонгодог термодинамик нь термодинамик параметрүүдийн бие биетэйгээ болон физикийн бусад салбаруудад авч үзсэн физик хэмжигдэхүүнүүдтэй, жишээлбэл, системд үйлчилж буй таталцал эсвэл цахилгаан соронзон оронтой харилцах харилцааг судалдаг. Химийн урвал ба фазын шилжилтийг сонгодог термодинамикийн судалгаанд мөн оруулсан болно. Гэсэн хэдий ч химийн хувиргалт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг термодинамик системийг судлах нь химийн термодинамикийн сэдэв бөгөөд дулааны инженерчлэл нь техникийн хэрэглээтэй холбоотой байдаг.

Сонгодог термодинамик нь дараахь хэсгүүдийг агуулдаг.

• термодинамикийн зарчмууд (заримдаа хууль эсвэл аксиом гэж нэрлэдэг)
• Энгийн термодинамик системийн төлөв байдлын тэгшитгэл (хамгийн тохиромжтой хий, бодит хий, диэлектрик ба соронз гэх мэт)
• энгийн систем бүхий тэнцвэрийн процессууд, термодинамикийн мөчлөгүүд
• тэнцвэргүй үйл явц ба энтропийн буурдаггүй хууль
• термодинамикийн үе шат ба фазын шилжилт

Нэмж дурдахад орчин үеийн термодинамик нь дараахь чиглэлүүдийг агуулдаг.

• гүдгэр шинжилгээнд суурилсан термодинамикийн нарийн математик томъёолол
• өргөн бус термодинамик

Термодинамикийн тэнцвэрт байдалд ороогүй системүүдэд, жишээлбэл, хөдөлж буй хийд, системийн цэг бүрт тэнцвэрийн термодинамикийн харилцаа орон нутгийн хэмжээнд хангагдсан гэж үздэг орон нутгийн тэнцвэрийн ойролцооллыг ашиглаж болно.

Тэнцвэргүй термодинамик

Тэнцвэргүй термодинамикийн хувьд хувьсагчдыг зөвхөн орон зайд төдийгүй цаг хугацааны хувьд орон нутгийн шинж чанартай гэж үздэг, өөрөөр хэлбэл цаг хугацаа нь томьёогоо шууд оруулж чаддаг. Дулаан дамжилтын асуудалд зориулагдсан Фурьегийн "Дулааны аналитик онол" (1822) сонгодог бүтээл нь зөвхөн тэнцвэрт бус термодинамик үүсэхээс гадна Карногийн "Галын хөдөлгөгч хүчний талаархи эргэцүүлэл ба түүний тухай" бүтээлээс түрүүлж байсныг тэмдэглэе. Энэ хүчийг хөгжүүлэх чадвартай машинууд” (1824) нь сонгодог термодинамикийн түүхэн дэх эхлэлийн цэг гэж тооцогддог.

Термодинамикийн үндсэн ойлголтууд

Термодинамик систем- хүрээлэн буй орчноос оюун санааны хувьд эсвэл бодитойгоор тусгаарлагдсан харилцан үйлчлэлцдэг бие эсвэл бүлэг бие.

Нэг төрлийн систем- шинж чанараараа ялгаатай системийн хэсгүүдийг (үе шатуудыг) тусгаарлах гадаргуу байхгүй систем.

Гетероген систем- шинж чанараараа ялгаатай системийн хэсгүүдийг тусгаарлах гадаргуутай систем.

Үе шат- Физик болон химийн шинж чанараараа ижил төстэй, системийн бусад хэсгүүдээс харагдахуйц интерфейсээр тусгаарлагдсан нэг төрлийн бус системийн нэг төрлийн хэсгүүдийн багц.

Тусгаарлагдсан систем- хүрээлэн буй орчинтой бодис, энерги солилцдоггүй систем.

Хаалттай систем- хүрээлэн буй орчинтой энерги солилцдог боловч бодис солилцдоггүй систем.

Нээлттэй систем- хүрээлэн буй орчинтой бодис, энерги хоёуланг нь солилцдог систем.

Системийн бүх физик, химийн шинж чанаруудын нийлбэр нь түүнийг тодорхойлдог термодинамик төлөв. Харж буй системийн аливаа макроскоп шинж чанарыг тодорхойлсон бүх хэмжигдэхүүнүүд байна статусын параметрүүд. Тухайн системийг хоёрдмол утгагүйгээр тодорхойлохын тулд тодорхой тооны параметрүүдийг ашиглах шаардлагатайг туршилтаар тогтоосон. бие даасан; бусад бүх параметрүүдийг бие даасан параметрүүдийн функц гэж үзнэ. Температур, даралт, концентраци гэх мэт шууд хэмжиж болох параметрүүдийг ихэвчлэн бие даасан төлөвийн параметр болгон сонгодог. Системийн термодинамик төлөвийн аливаа өөрчлөлт (дор хаяж нэг төлөвийн параметрийн өөрчлөлт) юм термодинамик процесс.

Буцах үйл явц- хүрээлэн буй орчинд ямар ч өөрчлөлтгүйгээр системийг анхны төлөв рүү буцаах боломжийг олгодог процесс.

Тэнцвэрийн үйл явц– систем нь тэнцвэрт байдлын тасралтгүй цувааг дамжин өнгөрөх үйл явц юм.

Эрчим хүч- системийн ажил хийх чадварын хэмжүүр; бодисын хөдөлгөөн ба харилцан үйлчлэлийн ерөнхий чанарын хэмжүүр. Эрчим хүч бол материйн салшгүй шинж чанар юм. Тодорхой хүчний талбар дахь биеийн байрлалаас үүдэлтэй потенциал энерги ба орон зай дахь биеийн байрлалын өөрчлөлтөөс үүссэн кинетик энергийн хооронд ялгаа бий.

Системийн дотоод энерги– системийг бүрдүүлэгч бүх бөөмсийн кинетик ба потенциал энергийн нийлбэр. Та мөн системийн дотоод энергийг бүхэлд нь системийн кинетик ба боломжит энергийг хассан нийт энерги гэж тодорхойлж болно.

Эрчим хүчний шилжилтийн хэлбэрүүд

Нэг системээс нөгөөд энерги шилжүүлэх хэлбэрийг хоёр бүлэгт хувааж болно.

1. Эхний бүлэгт хоёр холбоо барьж буй биетүүдийн молекулуудын эмх замбараагүй мөргөлдөөнөөр хөдөлгөөний шилжилтийн зөвхөн нэг хэлбэр орно. дулаан дамжуулалтаар (мөн нэгэн зэрэг цацрагаар). Ийм байдлаар дамжих хөдөлгөөний хэмжүүр нь дулаан юм. Дулаан нь молекулуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөнөөр энерги дамжуулах хэлбэр юм.
2. Хоёрдахь бүлэгт хөдөлгөөний шилжилтийн янз бүрийн хэлбэрүүд багтдаг бөгөөд тэдгээрийн нийтлэг шинж чанар нь аливаа хүчний нөлөөн дор маш олон тооны молекулуудыг (жишээ нь, макроскопийн масс) хамарсан массын хөдөлгөөн юм. Эдгээр нь таталцлын талбарт биеийг өргөх, тодорхой хэмжээний цахилгаан эрчим хүчийг илүү өндөр электростатик потенциалаас бага руу шилжүүлэх, даралтын дор хийн тэлэлт гэх мэт.Ийм аргаар дамжих хөдөлгөөний ерөнхий хэмжүүр нь ажил юм. - бөөмсийн эмх цэгцтэй хөдөлгөөнөөр энерги дамжуулах хэлбэр.

Дулаан ба ажил нь материаллаг ертөнцийн өгөгдсөн хэсгээс нөгөө рүү шилжих хөдөлгөөний хоёр өөр хэлбэрийг чанарын болон тоон байдлаар тодорхойлдог. Дулаан, ажил нь биед агуулагдах боломжгүй. Дулаан ба ажил нь зөвхөн үйл явц тохиолдоход л үүсдэг бөгөөд зөвхөн үйл явцыг тодорхойлдог. Статик нөхцөлд дулаан, ажил байдаггүй. Термодинамикийн эхлэлийн цэг гэж хүлээн зөвшөөрсөн дулаан ба ажлын хоорондох ялгаа, дулааныг ажлын эсрэг эсэргүүцэх нь зөвхөн олон молекулаас бүрдэх биетүүдэд л утга учиртай байдаг. нэг молекулын хувьд эсвэл цөөн тооны молекулын цуглуулгын хувьд дулаан, ажлын тухай ойлголтууд утгаа алддаг. Тиймээс термодинамик нь зөвхөн олон тооны молекулуудаас бүрдэх биетүүдийг авч үздэг, i.e. макроскоп систем гэж нэрлэгддэг.

Термодинамикийн гурван зарчим

Термодинамикийн зарчмууд нь термодинамикийн үндэс суурь болох постулатуудын багц юм. Эдгээр заалтууд нь шинжлэх ухааны судалгааны үр дүнд бий болсон бөгөөд туршилтаар батлагдсан. Термодинамикийг аксиомат байдлаар байгуулахын тулд тэдгээрийг постулат гэж хүлээн зөвшөөрдөг.

Термодинамикийн зарчмуудын хэрэгцээ нь термодинамик нь системийн макроскопийн параметрүүдийг тэдгээрийн микроскопийн бүтцийн талаар тодорхой таамаглалгүйгээр дүрсэлдэгтэй холбоотой юм. Статистикийн физик нь дотоод бүтцийн асуудлыг авч үздэг.

Термодинамикийн зарчмууд нь бие даасан, өөрөөр хэлбэл тэдгээрийн аль нь ч бусад зарчмуудаас гаргаж авах боломжгүй юм. Механик дахь Ньютоны гурван хуулийн аналог нь "дулаан" ба "ажил" гэсэн ойлголтыг холбодог термодинамикийн гурван зарчим юм.

• Термодинамикийн тэг хууль нь термодинамикийн тэнцвэрийн тухай өгүүлдэг.
• Термодинамикийн анхны хууль нь энерги хадгалагдах тухай юм.
• Термодинамикийн хоёр дахь хууль нь дулааны урсгалын тухай юм.
• Термодинамикийн гурав дахь хууль нь үнэмлэхүй тэг хүрэх боломжгүй байдлын тухай юм.

Термодинамикийн ерөнхий (тэг) хууль

Термодинамикийн ерөнхий (тэг) хуульд хэрэв хоёр бие бие биедээ дулаан дамжуулж чадвал дулааны тэнцвэрт байдалд байна гэж заасан боловч энэ нь болохгүй.

Температур нь тэнцүү байвал хоёр бие бие биедээ дулаан дамжуулахгүй гэдгийг таахад хэцүү биш юм. Жишээлбэл, хэрэв та термометр ашиглан хүний ​​биеийн температурыг хэмжвэл (хэмжилтийн төгсгөлд хүний ​​температур ба термометрийн температур тэнцүү байх болно), дараа нь ижил термометр ашиглан температурыг хэмжинэ. Угаалгын өрөөн дэх усны хэмжээ, мөн температур хоёулаа давхцдаг (хүн ба термометр, устай термометрийн хооронд дулааны тэнцвэрт байдал байдаг), бид хүн ванны устай дулааны тэнцвэрт байдалд байна гэж хэлж болно.

Дээрхээс бид термодинамикийн тэг хуулийг дараах байдлаар томъёолж болно: гуравны нэгтэй дулааны тэнцвэрт байдалд байгаа хоёр бие мөн бие биетэйгээ дулааны тэнцвэрт байдалд байна.

Физикийн үүднээс авч үзвэл термодинамикийн тэг хууль нь ижил температуртай хоёр биетийн хооронд дулааны урсгал байхгүй тул жишиг цэгийг тогтоодог. Өөрөөр хэлбэл, температур нь дулааны тэнцвэрийн үзүүлэлтээс өөр зүйл биш гэж хэлж болно.

Термодинамикийн анхны хууль

Термодинамикийн 1-р хууль нь дулааны энерги хадгалагдах хууль бөгөөд энерги нь ул мөр үлдээлгүй алга болдоггүй.

Систем нь Q дулааны энергийг шингээж эсвэл ялгаруулж чаддаг бол систем нь хүрээлэн буй биетүүд дээр W ажлыг гүйцэтгэдэг (эсвэл хүрээлэн буй бие нь систем дээр ажилладаг) бөгөөд Uninit анхны утгатай байсан системийн дотоод энерги нь дараах байдалтай байна. Үэндтэй тэнцүү:

Үэнд-Устарт = ΔU = Q-W

Дулааны энерги, ажлын болон дотоод энерги нь системийн нийт энергийг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь тогтмол утга юм. Хэрэв системээс тодорхой хэмжээний дулааны энерги Q шилжсэн бол ажил байхгүй үед U системийн дотоод энерги Q-аар ихсэх (багарах) болно.

Термодинамикийн хоёр дахь хууль

Термодинамикийн хоёр дахь хууль нь дулааны энерги нь зөвхөн нэг чиглэлд - өндөр температуртай биеэс бага температуртай бие рүү шилжих боломжтой, харин эсрэгээр биш юм.

Термодинамикийн гурав дахь хууль

Термодинамикийн гуравдахь хуульд хязгаарлагдмал тооны үе шатуудаас бүрдэх аливаа процесс нь үнэмлэхүй тэг температурт хүрэхийг зөвшөөрөхгүй (хэдийгээр үүнд нэлээд ойртох боломжтой) гэж заасан байдаг.

Термодинамик (Грек. θέρμη - "дулаан", δύναμις - "хүч") нь макроскопийн системийн хамгийн ерөнхий шинж чанар, ийм систем дэх энергийг шилжүүлэх, хувиргах аргуудыг судалдаг физикийн салбар юм.

Термодинамикийн хувьд температурын тухай ойлголтыг нэвтрүүлэхийн тулд төлөв байдал, процессыг судалж үздэг. Термодинамик (Т.) нь туршилтын баримтуудыг нэгтгэн дүгнэхэд үндэслэсэн феноменологийн шинжлэх ухаан юм. Термодинамик системд тохиолддог процессуудыг макроскопийн хэмжигдэхүүнээр (температур, даралт, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентраци) тайлбарладаг бөгөөд эдгээр нь олон тооны бөөмсөөс бүрдэх системийг тодорхойлоход зориулагдсан бөгөөд жишээлбэл, бие даасан молекул, атомуудад хамаарахгүй механик эсвэл электродинамикт нэвтрүүлсэн хэмжигдэхүүнүүд.

Орчин үеийн феноменологийн термодинамик бол хэд хэдэн постулатын үндсэн дээр боловсруулсан хатуу онол юм. Гэсэн хэдий ч эдгээр постулатуудын термодинамик системийг бий болгосон бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн шинж чанар, хуультай холболтыг статистикийн физик өгдөг. Статистик физик нь термодинамикийн хэрэглээний хязгаарыг тодруулах боломжийг олгодог.

Термодинамикийн хуулиуд нь ерөнхий шинж чанартай бөгөөд атомын түвшний бодисын бүтцийн тодорхой нарийн ширийн зүйлээс хамаардаггүй. Тиймээс термодинамикийг эрчим хүч, дулааны инженерчлэл, фазын шилжилт, химийн урвал, тээврийн үзэгдэл, тэр ч байтугай хар нүх гэх мэт шинжлэх ухаан, технологийн өргөн хүрээний асуудалд амжилттай ашиглаж байна. Термодинамик нь физик, хими, химийн технологи, сансрын инженерчлэл, механик инженерчлэл, эсийн биологи, биоанагаах ухааны инженерчлэл, материалын шинжлэх ухаан зэрэг олон төрлийн салбарт чухал ач холбогдолтой бөгөөд эдийн засаг зэрэг салбарт хэрэглэгдэж байна.

Термодинамикийн түүхэн дэх чухал он жилүүд

• Термодинамикийн шинжлэх ухааны үүсэл нь температурын тухай ойлголтыг гаргаж, орчны температурын өөрчлөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх анхны төхөөрөмжийг зохион бүтээсэн Г.Галилейгийн нэртэй холбоотой юм (1597).
• Удалгүй Г.Д.Фаренгейт (1714), Р.Реумур (1730), А.Цельсиус (1742) нар энэ зарчмын дагуу температурын хэмжүүрийг бүтээжээ.
• Ж.Блэк 1757 онд хайлуулах далд дулаан, дулаан багтаамж (1770) гэсэн ойлголтуудыг аль хэдийн нэвтрүүлсэн. Мөн Wilcke (J. Wilcke, 1772) калорийн тодорхойлолтыг 1 г усыг 1 ° C-аар халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ гэж танилцуулсан.
• 1780 онд Лавуазье (А. Лавуазье) болон Лаплас (П. Лаплас) нар калориметрийг зохион бүтээж (Калориметрийг үзнэ үү) анх удаа техникийн үзүүлэлтийг туршилтаар тодорхойлсон. хэд хэдэн бодисын дулааны багтаамж.
• 1824 онд С.Карно (Н.Л., С.Карно) дулааны хөдөлгүүрийн ажиллах зарчмуудыг судлахад зориулсан бүтээлээ хэвлүүлсэн.
• Б.Клапейрон термодинамик процессын график дүрслэлийг нэвтрүүлж, хязгааргүй жижиг мөчлөгийн аргыг боловсруулсан (1834).
• Г.Гельмгольц энерги хадгалагдах хуулийн бүх нийтийн шинж чанарыг тэмдэглэв (1847). Улмаар Р.Клаузиус, В.Томсон (Келвин; В. Томсон) нар термодинамикийн 1-р хууль, термодинамикийн 2-р хууль дээр үндэслэсэн термодинамикийн онолын аппаратыг системтэйгээр боловсруулсан.
• 2-р зарчмыг боловсруулах нь Клаузиусыг энтропийн тодорхойлолт (1854), энтропийн өсөлтийн хуулийг (1865) боловсруулахад хүргэсэн.
• Термодинамик потенциалын аргыг санал болгосон Ж.В.Гиббс (1873)-ийн бүтээлээс эхлэн термодинамикийн тэнцвэрийн онолыг боловсруулсан.
• 2-р хагаст. 19-р зуун бодит хийн судалгааг хийсэн. Шингэн-уурын системийн эгзэгтэй цэгийг анх нээсэн (1861), түүний оршин тогтнохыг Д.И.Менделеев (1860) таамаглаж байсан Т.Эндрюсийн туршилт онцгой үүрэг гүйцэтгэсэн.
• 19-р зууны эцэс гэхэд. бага температурыг олж авахад ихээхэн ахиц дэвшил гарсан бөгөөд үүний үр дүнд O2, N2, H2 шингэрүүлсэн.
• 1902 онд Гиббс статистикийн физикийн хүрээнд бүх үндсэн термодинамик харилцааг олж авсан бүтээлээ хэвлүүлсэн.
• Кинетик хоорондын холбоо биеийн шинж чанар ба түүний термодинамик. шинж чанарыг Л.Онсагер (Л.Онсагер, 1931) тогтоосон.
• 20-р зуунд Янз бүрийн фазын шилжилт явагддаг хатуу биет, түүнчлэн квант шингэн ба шингэн талстуудын термодинамикийг эрчимтэй судалжээ.
• Л.Д.Ландау (1935-37) аяндаа тэгш хэмийн эвдрэлийн тухай ойлголт дээр тулгуурлан фазын шилжилтийн ерөнхий онолыг боловсруулсан.

Термодинамикийн хэсгүүд

Орчин үеийн феноменологийн термодинамикийг ихэвчлэн ийм систем дэх тэнцвэрийн термодинамикийн систем ба процессыг судалдаг тэнцвэрийн (эсвэл сонгодог) термодинамик ба термодинамикийн тэнцвэрт байдлаас хазайх нь харьцангуй бага бөгөөд хэвээр байх боломжийг олгодог систем дэх тэнцвэргүй термодинамик гэж хуваагддаг. тайлбар.

Тэнцвэрийн (эсвэл сонгодог) термодинамик

Тэнцвэрийн термодинамикийн хувьд дотоод энерги, температур, энтропи, химийн потенциал зэрэг хувьсагчдыг нэвтрүүлдэг. Тэдгээрийг бүгдийг нь термодинамик параметрүүд (хэмжигдэхүүн) гэж нэрлэдэг. Сонгодог термодинамик нь термодинамик параметрүүдийн бие биетэйгээ болон физикийн бусад салбаруудад авч үзсэн физик хэмжигдэхүүнүүдтэй, жишээлбэл, системд үйлчилж буй таталцал эсвэл цахилгаан соронзон оронтой харилцах харилцааг судалдаг. Химийн урвал ба фазын шилжилтийг сонгодог термодинамикийн судалгаанд мөн оруулсан болно. Гэсэн хэдий ч химийн хувиргалт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг термодинамик системийг судлах нь химийн термодинамикийн сэдэв бөгөөд дулааны инженерчлэл нь техникийн хэрэглээтэй холбоотой байдаг.

Сонгодог термодинамик нь дараахь хэсгүүдийг агуулдаг.

• термодинамикийн зарчмууд (заримдаа хууль эсвэл аксиом гэж нэрлэдэг)
• Энгийн термодинамик системийн төлөв байдлын тэгшитгэл (хамгийн тохиромжтой хий, бодит хий, диэлектрик ба соронз гэх мэт)
• энгийн систем бүхий тэнцвэрийн процессууд, термодинамикийн мөчлөгүүд
• тэнцвэргүй үйл явц ба энтропийн буурдаггүй хууль
• термодинамикийн үе шат ба фазын шилжилт

Нэмж дурдахад орчин үеийн термодинамик нь дараахь чиглэлүүдийг агуулдаг.

• гүдгэр шинжилгээнд суурилсан термодинамикийн нарийн математик томъёолол
• өргөн бус термодинамик

Термодинамикийн тэнцвэрт байдалд ороогүй системүүдэд, жишээлбэл, хөдөлж буй хийд, системийн цэг бүрт тэнцвэрийн термодинамикийн харилцаа орон нутгийн хэмжээнд хангагдсан гэж үздэг орон нутгийн тэнцвэрийн ойролцооллыг ашиглаж болно.

Тэнцвэргүй термодинамик

Тэнцвэргүй термодинамикийн хувьд хувьсагчдыг зөвхөн орон зайд төдийгүй цаг хугацааны хувьд орон нутгийн шинж чанартай гэж үздэг, өөрөөр хэлбэл цаг хугацаа нь томьёогоо шууд оруулж чаддаг. Дулаан дамжилтын асуудалд зориулагдсан Фурьегийн "Дулааны аналитик онол" (1822) сонгодог бүтээл нь зөвхөн тэнцвэрт бус термодинамик үүсэхээс гадна Карногийн "Галын хөдөлгөгч хүчний талаархи эргэцүүлэл ба түүний тухай" бүтээлээс түрүүлж байсныг тэмдэглэе. Энэ хүчийг хөгжүүлэх чадвартай машинууд” (1824) нь сонгодог термодинамикийн түүхэн дэх эхлэлийн цэг гэж тооцогддог.

Термодинамикийн үндсэн ойлголтууд

Термодинамик систем- хүрээлэн буй орчноос оюун санааны хувьд эсвэл бодитойгоор тусгаарлагдсан харилцан үйлчлэлцдэг бие эсвэл бүлэг бие.

Нэг төрлийн систем- шинж чанараараа ялгаатай системийн хэсгүүдийг (үе шатуудыг) тусгаарлах гадаргуу байхгүй систем.

Гетероген систем- шинж чанараараа ялгаатай системийн хэсгүүдийг тусгаарлах гадаргуутай систем.

Үе шат- Физик болон химийн шинж чанараараа ижил төстэй, системийн бусад хэсгүүдээс харагдахуйц интерфейсээр тусгаарлагдсан нэг төрлийн бус системийн нэг төрлийн хэсгүүдийн багц.

Тусгаарлагдсан систем- хүрээлэн буй орчинтой бодис, энерги солилцдоггүй систем.

Хаалттай систем- хүрээлэн буй орчинтой энерги солилцдог боловч бодис солилцдоггүй систем.

Нээлттэй систем- хүрээлэн буй орчинтой бодис, энерги хоёуланг нь солилцдог систем.

Системийн бүх физик, химийн шинж чанаруудын нийлбэр нь түүнийг тодорхойлдог термодинамик төлөв. Харж буй системийн аливаа макроскоп шинж чанарыг тодорхойлсон бүх хэмжигдэхүүнүүд байна статусын параметрүүд. Тухайн системийг хоёрдмол утгагүйгээр тодорхойлохын тулд тодорхой тооны параметрүүдийг ашиглах шаардлагатайг туршилтаар тогтоосон. бие даасан; бусад бүх параметрүүдийг бие даасан параметрүүдийн функц гэж үзнэ. Температур, даралт, концентраци гэх мэт шууд хэмжиж болох параметрүүдийг ихэвчлэн бие даасан төлөвийн параметр болгон сонгодог. Системийн термодинамик төлөвийн аливаа өөрчлөлт (дор хаяж нэг төлөвийн параметрийн өөрчлөлт) юм термодинамик процесс.

Буцах үйл явц- хүрээлэн буй орчинд ямар ч өөрчлөлтгүйгээр системийг анхны төлөв рүү буцаах боломжийг олгодог процесс.

Тэнцвэрийн үйл явц– систем нь тэнцвэрт байдлын тасралтгүй цувааг дамжин өнгөрөх үйл явц юм.

Эрчим хүч- системийн ажил хийх чадварын хэмжүүр; бодисын хөдөлгөөн ба харилцан үйлчлэлийн ерөнхий чанарын хэмжүүр. Эрчим хүч бол материйн салшгүй шинж чанар юм. Тодорхой хүчний талбар дахь биеийн байрлалаас үүдэлтэй потенциал энерги ба орон зай дахь биеийн байрлалын өөрчлөлтөөс үүссэн кинетик энергийн хооронд ялгаа бий.

Системийн дотоод энерги– системийг бүрдүүлэгч бүх бөөмсийн кинетик ба потенциал энергийн нийлбэр. Та мөн системийн дотоод энергийг бүхэлд нь системийн кинетик ба боломжит энергийг хассан нийт энерги гэж тодорхойлж болно.

Эрчим хүчний шилжилтийн хэлбэрүүд

Нэг системээс нөгөөд энерги шилжүүлэх хэлбэрийг хоёр бүлэгт хувааж болно.

1. Эхний бүлэгт хоёр холбоо барьж буй биетүүдийн молекулуудын эмх замбараагүй мөргөлдөөнөөр хөдөлгөөний шилжилтийн зөвхөн нэг хэлбэр орно. дулаан дамжуулалтаар (мөн нэгэн зэрэг цацрагаар). Ийм байдлаар дамжих хөдөлгөөний хэмжүүр нь дулаан юм. Дулаан нь молекулуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөнөөр энерги дамжуулах хэлбэр юм.
2. Хоёрдахь бүлэгт хөдөлгөөний шилжилтийн янз бүрийн хэлбэрүүд багтдаг бөгөөд тэдгээрийн нийтлэг шинж чанар нь аливаа хүчний нөлөөн дор маш олон тооны молекулуудыг (жишээ нь, макроскопийн масс) хамарсан массын хөдөлгөөн юм. Эдгээр нь таталцлын талбарт биеийг өргөх, тодорхой хэмжээний цахилгаан эрчим хүчийг илүү өндөр электростатик потенциалаас бага руу шилжүүлэх, даралтын дор хийн тэлэлт гэх мэт.Ийм аргаар дамжих хөдөлгөөний ерөнхий хэмжүүр нь ажил юм. - бөөмсийн эмх цэгцтэй хөдөлгөөнөөр энерги дамжуулах хэлбэр.

Дулаан ба ажил нь материаллаг ертөнцийн өгөгдсөн хэсгээс нөгөө рүү шилжих хөдөлгөөний хоёр өөр хэлбэрийг чанарын болон тоон байдлаар тодорхойлдог. Дулаан, ажил нь биед агуулагдах боломжгүй. Дулаан ба ажил нь зөвхөн үйл явц тохиолдоход л үүсдэг бөгөөд зөвхөн үйл явцыг тодорхойлдог. Статик нөхцөлд дулаан, ажил байдаггүй. Термодинамикийн эхлэлийн цэг гэж хүлээн зөвшөөрсөн дулаан ба ажлын хоорондох ялгаа, дулааныг ажлын эсрэг эсэргүүцэх нь зөвхөн олон молекулаас бүрдэх биетүүдэд л утга учиртай байдаг. нэг молекулын хувьд эсвэл цөөн тооны молекулын цуглуулгын хувьд дулаан, ажлын тухай ойлголтууд утгаа алддаг. Тиймээс термодинамик нь зөвхөн олон тооны молекулуудаас бүрдэх биетүүдийг авч үздэг, i.e. макроскоп систем гэж нэрлэгддэг.

Термодинамикийн гурван зарчим

Термодинамикийн зарчмууд нь термодинамикийн үндэс суурь болох постулатуудын багц юм. Эдгээр заалтууд нь шинжлэх ухааны судалгааны үр дүнд бий болсон бөгөөд туршилтаар батлагдсан. Термодинамикийг аксиомат байдлаар байгуулахын тулд тэдгээрийг постулат гэж хүлээн зөвшөөрдөг.

Термодинамикийн зарчмуудын хэрэгцээ нь термодинамик нь системийн макроскопийн параметрүүдийг тэдгээрийн микроскопийн бүтцийн талаар тодорхой таамаглалгүйгээр дүрсэлдэгтэй холбоотой юм. Статистикийн физик нь дотоод бүтцийн асуудлыг авч үздэг.

Термодинамикийн зарчмууд нь бие даасан, өөрөөр хэлбэл тэдгээрийн аль нь ч бусад зарчмуудаас гаргаж авах боломжгүй юм. Механик дахь Ньютоны гурван хуулийн аналог нь "дулаан" ба "ажил" гэсэн ойлголтыг холбодог термодинамикийн гурван зарчим юм.

• Термодинамикийн тэг хууль нь термодинамикийн тэнцвэрийн тухай өгүүлдэг.
• Термодинамикийн анхны хууль нь энерги хадгалагдах тухай юм.
• Термодинамикийн хоёр дахь хууль нь дулааны урсгалын тухай юм.
• Термодинамикийн гурав дахь хууль нь үнэмлэхүй тэг хүрэх боломжгүй байдлын тухай юм.

Термодинамикийн ерөнхий (тэг) хууль

Термодинамикийн ерөнхий (тэг) хуульд хэрэв хоёр бие бие биедээ дулаан дамжуулж чадвал дулааны тэнцвэрт байдалд байна гэж заасан боловч энэ нь болохгүй.

Температур нь тэнцүү байвал хоёр бие бие биедээ дулаан дамжуулахгүй гэдгийг таахад хэцүү биш юм. Жишээлбэл, хэрэв та термометр ашиглан хүний ​​биеийн температурыг хэмжвэл (хэмжилтийн төгсгөлд хүний ​​температур ба термометрийн температур тэнцүү байх болно), дараа нь ижил термометр ашиглан температурыг хэмжинэ. Угаалгын өрөөн дэх усны хэмжээ, мөн температур хоёулаа давхцдаг (хүн ба термометр, устай термометрийн хооронд дулааны тэнцвэрт байдал байдаг), бид хүн ванны устай дулааны тэнцвэрт байдалд байна гэж хэлж болно.

Дээрхээс бид термодинамикийн тэг хуулийг дараах байдлаар томъёолж болно: гуравны нэгтэй дулааны тэнцвэрт байдалд байгаа хоёр бие мөн бие биетэйгээ дулааны тэнцвэрт байдалд байна.

Физикийн үүднээс авч үзвэл термодинамикийн тэг хууль нь ижил температуртай хоёр биетийн хооронд дулааны урсгал байхгүй тул жишиг цэгийг тогтоодог. Өөрөөр хэлбэл, температур нь дулааны тэнцвэрийн үзүүлэлтээс өөр зүйл биш гэж хэлж болно.

Термодинамикийн анхны хууль

Термодинамикийн 1-р хууль нь дулааны энерги хадгалагдах хууль бөгөөд энерги нь ул мөр үлдээлгүй алга болдоггүй.

Систем нь Q дулааны энергийг шингээж эсвэл ялгаруулж чаддаг бол систем нь хүрээлэн буй биетүүд дээр W ажлыг гүйцэтгэдэг (эсвэл хүрээлэн буй бие нь систем дээр ажилладаг) бөгөөд Uninit анхны утгатай байсан системийн дотоод энерги нь дараах байдалтай байна. Үэндтэй тэнцүү:

Үэнд-Устарт = ΔU = Q-W

Дулааны энерги, ажлын болон дотоод энерги нь системийн нийт энергийг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь тогтмол утга юм. Хэрэв системээс тодорхой хэмжээний дулааны энерги Q шилжсэн бол ажил байхгүй үед U системийн дотоод энерги Q-аар ихсэх (багарах) болно.

Термодинамикийн хоёр дахь хууль

Термодинамикийн хоёр дахь хууль нь дулааны энерги нь зөвхөн нэг чиглэлд - өндөр температуртай биеэс бага температуртай бие рүү шилжих боломжтой, харин эсрэгээр биш юм.

Термодинамикийн гурав дахь хууль

Термодинамикийн гуравдахь хуульд хязгаарлагдмал тооны үе шатуудаас бүрдэх аливаа процесс нь үнэмлэхүй тэг температурт хүрэхийг зөвшөөрөхгүй (хэдийгээр үүнд нэлээд ойртох боломжтой) гэж заасан байдаг.