ТЕРМОДИНАМИКА

ТЕРМОДИНАМИКА, отдел учения о теплоте, в обширном смысле слова •— учение об энергии н потому имеет отношение ко всем физическим, химическим и биол. явлениям. Она построена на двух положениях, называемых началами, полученных опытно, чуждых каких-либо гипотез или теорий, а потому и выводы Т. не могут измениться по существу при каком бы то ни было дальнейшем развитии науки. Первое начало термодинамики есть закон сохранения энергии в приложении к тепловым явлениям. Если энергию какого-либо тела (или системы тел), изолированного от внешнего мира, обозначить через Е, то по закону сохранения энергии Е = const.& (1) независимо от того, будет ли энергия Е оставаться по форме неизменной или будет пре – , 464 вращаться в другие виды энергии. Если тело не изолировано и его энергия, изменяясь, частью будет выделяться вовне, то во внешнем мире будут проявляться действия энергии, к-рые явятся мерой изменения энергии Ё, что мы обозначим через АЕ. При этом проявление энергии может выразиться механической работой А, энергией электромагнитной природы Р и наконец теплотой Q. Тогда по закону сохранения энергии, полагая при этом, что все виды энергии измеряются одними и теми же единицами, получаем: АЕ = A+P+Q (2) Если принять, что тело находится в покое, то изменение энергии сводится к изменению т. н. внутренней энергии, являющейся функцией термического состояния, к-рое определяется хим. свойствами, t° и удельным объемом тела. Обозначая для одного состояния тела внутреннюю энергию через Цц для другого—U2 и полагая, что изменения электромагнитного характера исключены, для изменения внутренней энергии U = Ux—V^ мы получаем выражение: Д U = А + Q& (3) Можно представить себе, что тело, изменяя последовательно свое состояние, будет снова возвращаться к своему исходному состоянию, будет, как говорят, совершать круговой процесс. В этом случае AU = О и A~-Q, (4) т. е. при круговом процессе, когда AU = О, работа от тела может быть получена за счет тепла, которое будет введено в тело [мы говорим введено, потому что в уравнении (4) Q получено со знаком минус]. Другими словами, от тепловой (паровой) машины’механическую работу можно получить, только затрачивая равное количество тепловой энергии, т. о. вечный двигатель, perpetuum mobile, работающий без подвода тепла (или другого вида энергии) невозможен. Так может быть формулировано первое начало Т. Во всей своей общности оно было доказано работами Майера, Гельмгольца и Джоуля. Приложения этого начала Т. к решению различных вопросов физики, химии, биологии огромны. Укажем лишь, что подсчет теплового баланса любой машины, аппарата и любого живого организма может быть произведен лишь с помощью этого начала Т. Второе начало Т. отмечает характерную особенность тепловых процессов, в отличие от процессов механических или электродинамических, именно тенденцию протекать лишь в одном направлении, приводящем к состоянию теплового равновесия. Приведем пример, поясняющий вопрос. Пусть мы имеем пароход, к-рый обладает механизмом, позволяющим переносить теплоту от более холодного тела к более нагретому без затраты соответствующей работы. Если бы мы могли построить подобный прибор, то мы могли бы без всяких материальных затрат заставить этот пароход двигаться по морю. В самом деле, тепловая энергия могла бы подводиться к горячим топкам парохода при помощи вышеуказанного механизма от холодной воды океана, причем такой процесс совершенно не противоречил бы первому принципу Т., т. к. количество тепла, взятое у холодной воды, могло быть в точности ровно количеству тепла, доставленного указанным выше механизмом топкам котла. Между тем практически такой механизм был бы дл4 человечества эквивалентен устройству вечного двигателя, т. к. позволял бы без затраты материальных средств получать энергию. Такой процесс однако невозможен и следовательно невозможен указанный выше двигатель, к-рый называется вечным двигателем второго рода. Второй принцип Т. утверждает, что вечный двигатель второго рода невозможен. Иными словами, невозможно в периодически действующей машине осуществлять передачу тепла от более холодного тела к более нагретому без затраты соответствующей работы. Второй принцип, управляющий направлением тепловых процессов, может быть выведен из иных представлений, указанных впервые Томпсоном. При всяком физ. процессе (механическом, акустическом, электрическом, оптическом и т. д.), как показывают наблюдения, количество энергии, имеющееся в замк

Изучайте:

  • ВИЛЬСОНА БОЛЕЗНЬ
    ВИЛЬСОНА БОЛЕЗНЬ (Samuel Wilson; правильнее Уилсон), «прогрессивная ленти-кулярная дегенерация», заболевани...
  • АППЕНДИКОПАТИЯ
    АППЕНДИКОПАТИЯ (от лат. appendix-придаток и греч. pathos—страдание), комплекс болезненных ощущении различной интенсивно...
  • СТЕРНОТОМИЯ
    СТЕРНОТОМИЯ, sternotomia (от лат. sternum— грудина и греч. temno—режу), акушерская операция рассечения или разрушения р...
  • АККЛИМАТИЗАЦИЯ
    АККЛИМАТИЗАЦИЯ, процесс приспособления растений, животных и человека к жизни в географических областях, удаленных от пе...
  • ОЖОГИ
    ...