2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Получение Неравенства Клаузиуса из Закона неубывания энтропи
Сообщение02.06.2012, 22:10 


02/06/12
70
Натолкните кто-нибудь, пожалуйста, на путь решения (или укажите на учебник), как из формулировки 2-го начала в форме: \newline 
\guillemotleft Величина $\delta Q/T$  является в равновесных процессах полным дифференциалом величины, называемой термодинамической энтропией ($S$).  В изолированной системе энтропия не уменьшается ($dS \geqslant 0$)\guillemotright (где $\delta Q$ - элементарное количество теплоты, $T$ - термодинамическая температура)\newline
    напрямую (не через формулировку Клаузиуса $\rightarrow$ формулировку Кельвина $\rightarrow$ Теоремы Карно) вывести неравенство Клаузиуса: \newline 
\guillemotleft В любых процессах и системах $\delta Q \leqslant TdS$ (причём равенство достигается только в обратимых процессах)\guillemotright ?

 Профиль  
                  
 
 Re: Получение Неравенства Клаузиуса из Закона неубывания энтропи
Сообщение03.06.2012, 12:46 


31/10/10
404
Исторически $\delta Q\leqslant TdS$ был записан как обобщение опыта. Часто говорят так:
в равновесном адиабатическом процессе $dS=0$
в неравновесном адиабатическом - $dS>0$ (рост энтропии)
в равновесном неадиабатическом - $dS=\frac{\delta Q}{T}$,
тогда, что будет в неравновесном неадиабатическом?!
Естественное обобщение: $dS \geqslant\frac{\delta Q}{T}$.

Вывод этого можно провести из неравенства Клаузиуса:$\oint \frac{\delta Q}{T}\leqslant 0$ -
будем переходить из $1$ в $2$ необратимо, дополним процесс до цикла, сходив из $2$ в $1$ "обратимым образом". Тогда $\oint \frac{\delta Q}{T}=\int_{1}^2 \frac{\delta Q_{irrev}}{T}+\int_{2}^1 \frac{\delta Q_{rev}}{T}=\int_{1}^2 \frac{\delta Q_{irrev}}{T}+S_1-S_2<0$. Здесь использовано, что $S_2-S_1=\int_{1}^2\frac{\delta Q_{rev}}{T}$.

То есть $S_2-S_1-\int_{1}^2 \frac{\delta Q_{irrev}}{T}>0$, ч. и т.д. Отсюда же следует и возрастание энтропии для замкнутых систем, если положить $\int\frac{\delta Q}{T}=0$.
Очень часто $\delta Q\leqslant TdS$ считают естественным обобщением и уже из него получают неравенство Клаузиуса.

P.S. Доказательство неравенства Клаузиуса может быть проведено методом циклов Карно.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 2 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group