Номер 4, страница 244 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Молекулярная физика. Глава 9. Основы термодинамики. Параграф 44. КПД тепловых двигателей. Второй закон термодинамики. Цикл Карно. Вопросы - номер 4, страница 244.

Условие.

4. Приведите формулировки второго закона термодинамики, данные У. Томсоном и Р. Клаузиусом.

Решение.

Второй закон термодинамики — это фундаментальный закон природы, который указывает на направление самопроизвольных процессов в изолированных системах. В отличие от первого закона, который является законом сохранения энергии, второй закон вводит понятие необратимости и определяет, какие процессы могут происходить, а какие — нет. Существует несколько эквивалентных формулировок этого закона. Наиболее известными являются формулировки, предложенные Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) и Рудольфом Клаузиусом.

Формулировка У. Томсона (лорда Кельвина)

Эта формулировка постулирует невозможность создания вечного двигателя второго рода — устройства, которое бы циклически совершало работу, получая теплоту только от одного источника (теплового резервуара) и полностью преобразуя её в работу. Формулировка звучит так:

Невозможен периодический (круговой) процесс, единственным результатом которого было бы совершение работы за счет охлаждения теплового резервуара.

Это означает, что для работы теплового двигателя необходимо наличие не только нагревателя (источника тепла), но и холодильника (тела с более низкой температурой), которому будет передаваться часть теплоты, не превращенной в работу.

Ответ: Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является производство работы за счет охлаждения теплового резервуара.

Формулировка Р. Клаузиуса

Эта формулировка описывает естественное направление передачи тепла — от тел с более высокой температурой к телам с более низкой температурой. Формулировка гласит:

Невозможен периодический (круговой) процесс, единственным результатом которого была бы передача теплоты от более холодного тела к более горячему.

Иными словами, теплота не может самопроизвольно переходить от холодного тела к горячему. Для осуществления такого процесса (например, в холодильной машине или тепловом насосе) необходимо совершить работу над системой.

Ответ: Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является передача тепла от менее нагретого тела к более нагретому.