13.5: Підсумовуючи
- Page ID
- 74550
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
- Температура - це статистична величина, яка забезпечує (як правило, непрямий) показник концентрації теплової енергії в системі. Для системи, яка (приблизно) добре описана класичною механікою, температура, виміряна звичайним термометром, прямо пропорційна середній поступальної кінетичної енергії на молекулу.
- У процесі, в якому система не працює, зміна температури системи пов'язана зі зміною її загальної внутрішньої енергії (яка, як правило, включає більше, ніж просто поступальні вклади кінетичної енергії) шляхом\(\Delta E = C \Delta T\), де\(C\) теплоємність системи для процесу.
- Передача теплової енергії між двома системами, не роблячи макроскопічну роботу один над одним, як правило, можлива. Теплова енергія, що передається таким чином, називається теплом, і позначається символом\(Q\).
- Фактичне визначення теплоємності системи є\(C = Q/ \Delta T\). Для однорідної системи (виготовленої лише з однієї речовини)\(C = mc\), де\(m\) маса системи та\(c\) питома теплота речовини. Питомі нагрівання зазвичай залежать від температури нетривіальними способами.
- Дві системи, ізольовані від решти світу, але дозволені обмінюватися тепловою енергією один з одним, в кінцевому підсумку досягнуть стану теплової рівноваги, в якому їх температури будуть однаковими (нульовий закон термодинаміки).
- Робота, виконана (або) системою (або на) її навколишньому середовищі, плюс тепло, віддане (або взяте з) системі її навколишнім середовищем, завжди дорівнює чистій зміні загальної енергії системи (збереження енергії або першого закону термодинаміки; Рівняння (13.3.1)).
- Для будь-якої системи в тепловій рівновазі існує змінна стану, звана ентропією, з тією властивістю, що вона ніколи не може зменшуватися для замкнутої системи. Коли система при температурі\(T\) приймає в невеликій кількості тепла\(dQ\), її зміна ентропії дається\(dS = dQ/T\).
- Цей принцип ніколи не зменшується ентропії еквівалентний твердженню, що «Не можливий процес, єдиним результатом якого є передача тепла від охолоджувача до більш гарячого тіла».
- Принцип 7. також еквівалентний теоремі Карно, яка стверджує, що «не можна двигуну, який працює в циклі, забираючи тепло від гарячого резервуара при температурі\(T_h\) і виснажуючи тепло в холодний резервуар при температурі\(T_c\), робити роботу з ККД більше, ніж \(1 − T_c/T_h\)».
- Або один з 7., 8., або 9., вище, може розглядатися як еквівалентне твердження другого закону термодинаміки.
- Теорема Карно показує обмеження, притаманні перетворенню теплової енергії в макроскопічну роботу, саме тому механічну енергію, яка перетворюється в теплову енергію, як «втрачену».
- Мікроскопічно ентропія системи - це міра діапазону різних станів, доступних для її мікроскопічних компонентів (атомів або молекул), сумісних з набором макроскопічних обмежень, що визначають її стан теплової рівноваги. Більше ентропії означає більший діапазон можливих «мікростанів».
- Ентропія завжди збільшується при незворотних процесах.