Вопросы о термодинамике

[Mr. Smith]

1. Что же все-таки есть обратимый и необратимый процесс, есть ли четкие и однозначные критерии? Почему бесконечно медленное расширение газа есть обратимый процесс, а бесконечно медленное остывание/нагрев есть процесс необратимый?

2. Где-то читал, что комбинация функций состояния так же есть функция состояния, например формула энтропии (формулу не пишу, чтобы не искушать модераторов). Если так, то почему пэ дельта вэ не есть полный дифференциал, ведь первообразной будет произведение функций состояния пэ и вэ?

Заранее спасибо за разъяснения

[Munin]

Mr. Smith в сообщении #530563 писал(а):

Почему бесконечно медленное расширение газа есть обратимый процесс, а бесконечно медленное остывание/нагрев есть процесс необратимый?

А разве бесконечно медленное остывание/нагрев - необратимый процесс?

[Mr. Smith]

Munin в сообщении #530575 писал(а):

Mr. Smith в сообщении #530563 писал(а):

Почему бесконечно медленное расширение газа есть обратимый процесс, а бесконечно медленное остывание/нагрев есть процесс необратимый?

А разве бесконечно медленное остывание/нагрев - необратимый процесс?

На сколько я знаю - необратимый.

P.S. В первом сообщении не "энтропии", а "энтальпии", конечно же.

[Ramus]

1. Обратимые процессы в термодинамике это те, которые проходят через точки равновесия. Т.е. в любой момент времени, система находится в равновесии. Поэтому и бесконечно медленный нагрев/остывание будет равновесным процессом (хотя за точность не ручаюсь, я не специалист в этом вопросе).

2. На примере идеального газа:
$p = \frac{nRT}{V}$, где n - количество моль газа
Примем для простоты n постоянным, тогда
$\frac{\partial p}{\partial V} = -\frac{nRT}{V^{2}}$
$\frac{\partial p}{\partial T} = \frac{nR}{V}$
Полный дифференциал:
$dp = -\frac{nRT}{V^{2}}dV+\frac{nR}{V}dT$

Формулы LaTeX можно визуально редактировать здесь.

[Munin]

Mr. Smith в сообщении #530755 писал(а):

На сколько я знаю - необратимый.

Нагрев/остывание необратимы, если разность температур между нагревающимся и остывающим телом конечна, и обратимы, если она нулевая. Если они бесконечно медленные, то это возможно только при нулевой разности температур. Так что в данном случае обратимый.

[Mr. Smith]

Munin в сообщении #530871 писал(а):

Mr. Smith в сообщении #530755 писал(а):

На сколько я знаю - необратимый.

Нагрев/остывание необратимы, если разность температур между нагревающимся и остывающим телом конечна, и обратимы, если она нулевая. Если они бесконечно медленные, то это возможно только при нулевой разности температур. Так что в данном случае обратимый.

Т.е. если этот процесс обратим, то возможно нагревание горячего тела холодным?

[Munin]

Если этот процесс обратим, то ни горячего, ни холодного тела нет, они одинаковой температуры. Например, возьмём два куска металла одинаковой температуры, и начнём к одному из них бесконечно медленно подводить тепло. Оно будет распределяться по обоим кускам, и в точке контакта между ними будет как раз этот обратимый процесс. Или можно взять два объёма газа, разделённых теплопроницаемой перегородкой, один из них бесконечно медленно расширять, и позволить им остывать в равной степени (хотя давление у них будет неравным). Все такие процессы обратимы: кусок металла можно охлаждать, газ сжимать, и всё пойдёт в обратную сторону.

[Ramus]

Mr. Smith в сообщении #530936 писал(а):

Munin в сообщении #530871 писал(а):

Mr. Smith в сообщении #530755 писал(а):

На сколько я знаю - необратимый.

Нагрев/остывание необратимы, если разность температур между нагревающимся и остывающим телом конечна, и обратимы, если она нулевая. Если они бесконечно медленные, то это возможно только при нулевой разности температур. Так что в данном случае обратимый.

Т.е. если этот процесс обратим, то возможно нагревание горячего тела холодным?

По второму началу термодинамики процесс может протекать самопроизвольно в том направлении, в котором энтропия увеличивается.
Для передачи тепла, без каких либо тругих изменений будет $dS=\frac{\partial Q}{T}$
Поэтому если передавать тепло от холодного тела к горячему, суммарное изменение S окажется отритцательным, следовательно такой процесс, по законам термодинамики, не возможен.

[Mr. Smith]

Munin в сообщении #530958 писал(а):

По второму началу термодинамики процесс может протекать самопроизвольно в том направлении, в котором энтропия увеличивается.
Для передачи тепла, без каких либо тругих изменений будет $dS=\frac{\partial Q}{T}$
Поэтому если передавать тепло от холодного тела к горячему, суммарное изменение S окажется отритцательным, следовательно такой процесс, по законам термодинамики, не возможен.

Возражений не имею

-- Ср янв 25, 2012 10:53:14 --

Munin в сообщении #530958 писал(а):

Если этот процесс обратим, то ни горячего, ни холодного тела нет, они одинаковой температуры. Например, возьмём два куска металла одинаковой температуры, и начнём к одному из них бесконечно медленно подводить тепло. Оно будет распределяться по обоим кускам, и в точке контакта между ними будет как раз этот обратимый процесс. Или можно взять два объёма газа, разделённых теплопроницаемой перегородкой, один из них бесконечно медленно расширять, и позволить им остывать в равной степени (хотя давление у них будет неравным). Все такие процессы обратимы: кусок металла можно охлаждать, газ сжимать, и всё пойдёт в обратную сторону.

Постойте, но если давления газов не равны, то процесс неравновесный, а значит процесс необратим.

[ИСН]

С фига ли? Они же не обмениваются этим давлением. Только теплом.

[Munin]

Mr. Smith в сообщении #531325 писал(а):

Возражений не имею

Простите, а зачем вы мне приписали цитату, которую я не произносил?

Mr. Smith в сообщении #531325 писал(а):

Постойте, но если давления газов не равны, то процесс неравновесный, а значит процесс необратим.

Газы находятся в тепловом равновесии. Для механического равновесия условия не соблюдены, так что приходится перегородку жёстко фиксировать. И что? Для обсуждения термодинамических свойств нас только тепловое (термодинамическое) равновесие интересует. Перегородка неподвижна, работы не совершает, так что нам на её силы наплевать.

[VTur]

Процесс обратим, если изменение энергии в нем равно нулю. Все процессы на изоповерхностности энергии обратимы. В замкнутой системе.

-- Вс фев 12, 2012 00:02:34 --

Комбинация функций состояния - функция состояния. Функция состояния - это функция, связывающая вместе все основные переменные, описывающие систему.
Например, закон Ома - уравнение состояния проводника с током.

[apv]

VTur в сообщении #537625 писал(а):

Комбинация функций состояния - функция состояния.

А как на счет такой величины $TdS$?

VTur в сообщении #537625 писал(а):

Например, закон Ома - уравнение состояния проводника с током.

Это скорее уравнение переноса.

[VTur]

В уравнения переноса входят градиенты. Они здесь есть?
Уравнение состояния - это уравнение, связывающее вместе все основные параметры системы.
Это уравнения состояния - 2-й закон т. Ньютона, з. Ома, ур. Шр.

-- Пт авг 03, 2012 01:23:58 --

apv в сообщении #537707 писал(а):

VTur в сообщении #537625 писал(а):

Комбинация функций состояния - функция состояния.

А как на счет такой величины $TdS$?

Т - функция состояния?