3.4
נבחן תהליך מחזורי שרירותי, הפיך, הפועל בין שני מצבים, A ו-B, המחולקים למחזורי קרנו קטנים.
כל מחזור שומר על יחס קבוע בין החום המוחלף במהלך שני התהליכים האיזותרמיים ההפיכים לטמפרטורות שלהם.
שני התהליכים הנותרים הם הפיכים ואדיאבטיים, וכתוצאה מכך אין חילוף חום. כתוצאה מכך, סכום איברי dq/T עבור המחזור השלם - המורכב ממספר שלבים - שווה לאפס.
בשלבים אינפיניטסימליים, סימן הסכימה הזה הופך לאינטגרל.
בהינתן שהתהליך הכולל מתבצע בשני מסלולים הפיכים מובחנים, I ו-II, האינטגרל מתפצל לשני חלקים. פישוט המשוואה מראה שהאינטגרלים על שני המסלולים מוערכים לאותה כמות.
מכיוון שהאינטגרל של dq/T מגדיר את שינוי האנטרופיה, הפרש האנטרופיה בין מצבים A ל-B זהה לאורך כל אחד מהמסלולים.
זה אומר שהאנטרופיה, כמו אנרגיה פנימית, היא פונקציית מצב.
נבחן תהליך שרירותי שנע בין שני מצבים ספציפיים (A ו-B) באופן מחזורי. תהליך זה הפיך ומחולק לחלקים קטנים יותר שכל אחד מהם עוקב אחרי מחזור קרנו. למחזור קרנו יש שני תהליכים איזותרמיים (טמפרטורה קבועה). במהלך תהליכים אלו, היחס בין כמות החום המועברת לטמפרטורה שלהם נשאר קבוע. שני התהליכים האחרים במחזור קרנו גם הם הפיכים אך אדיאבטיים, כלומר הם מתרחשים ללא העברת חום. כתוצאה מכך, בחיבור כל השינויים בחום חלקי טמפרטורה (dq/T) לכל המחזור, הסך יוצא לאפס. אם המחזור מחולק לצעדים קטנים יותר ויותר, סימן הסכימה הזה הופך לאינטגרל. אם התהליך הכולל מתבצע בשני מסלולים שונים, המסומנים כ-I ו-II, האינטגרל גם הוא מתחלק לשני חלקים. מכיוון שניתן להריץ את התהליך הפוך, מגבלות האינטגרל של נתיב II מתהפכות. האינטגרל של dq/T שקול לשינוי באנטרופיה, שהוא מדד לאי-סדר או אקראיות במערכת. מכיוון שהאנטרופיה, כמו אנרגיה פנימית, היא פונקציית מצב (כלומר היא תלויה רק במצב הנוכחי של המערכת, לא במסלול שנעשה כדי להגיע לשם), השינוי באנטרופיה בין נקודות A ל-B זהה ללא קשר למסלול (I או II).
נבחן תהליך מחזורי שרירותי, הפיך, הפועל בין שני מצבים, A ו-B, המחולקים למחזורי קרנו קטנים.
כל מחזור שומר על יחס קבוע בין החום המוחלף במהלך שני התהליכים האיזותרמיים ההפיכים לטמפרטורות שלהם.
שני התהליכים הנותרים הם הפיכים ואדיאבטיים, וכתוצאה מכך אין חילוף חום. כתוצאה מכך, סכום איברי dq/T עבור המחזור השלם - המורכב ממספר שלבים - שווה לאפס.
בשלבים אינפיניטסימליים, סימן הסכימה הזה הופך לאינטגרל.
בהינתן שהתהליך הכולל מתבצע בשני מסלולים הפיכים מובחנים, I ו-II, האינטגרל מתפצל לשני חלקים. פישוט המשוואה מראה שהאינטגרלים על שני המסלולים מוערכים לאותה כמות.
מכיוון שהאינטגרל של dq/T מגדיר את שינוי האנטרופיה, הפרש האנטרופיה בין מצבים A ל-B זהה לאורך כל אחד מהמסלולים.
זה אומר שהאנטרופיה, כמו אנרגיה פנימית, היא פונקציית מצב.
From Chapter 3:
Now Playing
The Second and Third Laws of Thermodynamics
291 Views
The Second and Third Laws of Thermodynamics
1.1K Views
The Second and Third Laws of Thermodynamics
564 Views
The Second and Third Laws of Thermodynamics
96 Views
The Second and Third Laws of Thermodynamics
264 Views
The Second and Third Laws of Thermodynamics
67 Views