Далее: 5.2.  Постулат Клаузиуса и Вверх: 5.  Второе начало термодинамики Назад: 5.  Второе начало термодинамики


5.1.  Циклы

Выше говорилось, что поглощенное системой тепло и произведенная работа являются функциями процесса, то есть зависят не только от параметров начального и конечного состояний, но и от способа перехода. Если процесс обратим, то изменения как функций состояния, так и функций процесса на одном и том же участке при прямом и обратном прохождениях равны по величине и противоположны по знаку.


\begin{picture}(67.00,56.00)
\emline{12.00}{7.00}{1}{12.00}{56.00}{2}
\emline{11...
...lc]{${\it 2}$}}
\bezier{20}(50.00,37.00)(48.00,40.00)(48.00,41.00)
\end{picture}

Рис. 5 

Рассмотрим два произвольных обратимых процесса между состояниями 1 и 2 (рис. 5). Будем считать, что в результате одного из этих процессов система переходит из состояния 1 в состояние 2, а в результате второго процесса возвращается в исходное состояние.

Такая последовательность процессов называется циклом или круговым процессом. Ясно, что поглощенное тепло и произведенная работа в сумме за цикл отличны от нуля, поскольку переходы ${\it 1 \rightarrow 2}\;$ и $\;{\it 2 \rightarrow 1}$ осуществляются в разных процессах. В то же время функции состояния в начале и в конце цикла имеют одни и те же значения, так как начальное и конечное состояния совпадают. Следовательно, суммарные изменения функций состояния за цикл равны нулю. Поясним последнее на примере внутренней энергии. Ее изменение при переходе ${\it 1 \rightarrow 2}$ не зависит от процесса. Поэтому если взять два разных процесса и один из них провести в противоположном направлении, то приращения $U$ полностью скомпенсируют друг друга.

Заметим, что если обратимый цикл провести в противоположном направлении, то суммарное поглощенное тепло в прямом цикле будет равно суммарному выделенному теплу в обратном цикле и наоборот; полезная работа в прямом цикле будет равна внешней работе в обратном цикле.

Циклы, содержащие необратимые участки, называют необратимыми. Обратимые циклы иногда называют также идеальными2. Краткое наименование "цикл", если нигде заранее не оговорено, что речь идет о необратимом цикле, обычно означает идеальный цикл.


Далее: 5.2.  Постулат Клаузиуса и Вверх: 5.  Второе начало термодинамики Назад: 5.  Второе начало термодинамики

ЯГПУ, Центр информационных технологий обучения
2004-09-11