3. Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Законы термодинамики.

Маятник Максвелла. Маятник Максвелла - экспериментальное подтверждение преобразования Маятника Максвелла.

Закон сохранения механической энергии. Полная механическая энергия тела (сумма кинетической и потенциальной) в замкнутой системе тел не меняется (сохраняется).

Еп + Ек = Е = const

Действие Закона сохранения энергии в двигателе внутреннего сгорания. Возможен процесс, когда внутренняя энергия тела будет переходить в механическую. Подобные процессы происходят в двигателе внутреннего сгорания.

Джеймс Джоуль и значение его открытий. Джеймс Пре́скотт Джо́уль (1818-1889) – английский физик, внесший значительный вклад в становление термодинамики. Обосновал на опытах закон сохранения энергии. Установил закон, определяющий тепловое действие электрического тока. Вычислил скорость движения молекул газа и установил ее зависимость от температуры.

Два способа изменения внутренней энергии тела. Способы изменения внутренней энергии тела: 1. Передача телу некоторого количества энергии путем теплообмена и 2. Выполнение над телом определенной работы.

Первый закон термодинамики. Система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии.

Понятие Вечного двигателя. Вечный двигатель – это устройство, способное выполнять работу без потребления какого-либо топлива.

Доказательство невозможности Вечного двигателя первым началом термодинамики. Отсутствие топлива эквивалентно отсутствию теплопередачи газу. Т.е. Q = 0.

Подставляя это значение в формулу первого закона термодинамики, получим: Aвн. = - ∆U

Т.е., энергия для выполнения работы берётся из запасов внутренней энергии тела, и поэтому невозможно постоянное выполнение такой работы – лишь до момента, когда иссякнет внутренняя энергия.

Второй закон термодинамики. Невозможно передать энергию (теплоту) от менее нагретой системы к более нагретой без одновременного изменения этих двух систем или окружающих тел.

Постулат Клаузиуса. Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему.

Постулат Томпсона (Кельвина). Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара.

Третье начало термодинамики. Приращение энтропии при абсолютном нуле температуры стремится к конечному пределу, не зависящему от того, в каком равновесном состоянии находится система.

Теорема Нернста. Это физический принцип, определяющий поведение энтропии при абсолютном нуле температуры.