Второе начало термодинамики Сади Карно, В.Томпсон, Р. Клаузиус, Д. Больцман, М. Смолуховский (1013602), страница 46
Текст из файла (страница 46)
3. В прошлом, отстоящем на конечный промежуток времени от настоящего момента, земля находилась и спустя конечный промежуток времени она снова очутится в состоянии, непригодном для обитания, человека; если только в прошлом не были~проведены и в будущем не будут предприняты такие меры, которые являются неосуществимыми при наличии законов, регулирующих известные процессы, протекающие- ныне в материальном мире Ре[.
е Согласно»глпотеае Майера» эта спстема совпадает с той, прп которой мод равными раапостямя температур понимают тапке рааяостя, которым у одпой .и той же каипа воадуха прл постоянном давлении соответствуют равйые рааяооп» объема пря условии, что у — мехапятескпй эквивалент единицы теплоты, е — коэфяцяевт расшяревия воадуха. ПРИМЕЧАНИЯ А. К. ТИМИРЯЗЕВА Впддйаы Тоысоп [пдосдйдстппй лорд Кельппй Родился в Бельфасте 26 июня 1824 г.
Умер 17 декабря' 1907 г. Первоначальное обрааование получил дома, под рукозодством отца — ''-преподапателя математики. Когда Виллиаму было всего 8 лег, его отец переехал в Глазго. Десяти лет отроду Томсон вступил в число студентов Глаэговского уиизерсптета. Вскоре после вступления в университет оя напечатал свое первое исследование по теории теплопроводности. Шестнадцатилетняя юношей его отправил отец в Кэмбридж для подготовки к профессорской деятельности'. В 1848 г, оп получает кафедру фнаики.в университете в Глазго (ему было тогда 22 года) и запинает агу кафедру до 1899 г., т.
е. пятьдесят три года). В 1892 г. он получил титул лорда Кельвина (Кельвин — название речки, протекающей вблизи университета в Глазго, с которым была связана почти вся яшэнь Впллиама Томсона; биографы его передают, что ои сам себе придуман это имя(). Колгшество научных трудов Томсона необыкновенно велико. Ему принадазййат тм7(дтальнейшие работы в областитеоряк,электричества; он, несомненно, йвляется'одним иэ основателей вторрзо начала термодинамики.
Ему принадлежат конструкция абсолютного и квадрантного электрометра, а также ряд интереснейших работ в области теории света. Отличительной особенностью Томсона-Кель|яма является сочетание теории н практики. Наряду с капитальнейшими- работами в области' теоретической физики ему принадлежит Громадное число технических конструкций. Он разработал, например; теоретически вопрос о трансатлантическом ка. беле и передаче сигналов по кабелю и в то же время спроектяровал кое необходкмые инструменты длн трансатлантического телеграфа.
Долгое время он был членом Главговского городского созета, где аанимался исключительно техническими вопросами до усовершенствованияводопроиода н-каналиаации включительно. [1) В эту пору, как мы видим, различие меящу силой и работой было еще недостаточно точно выражено. В приведенных в наетонщем сборнике работах Клаузиуса различие между силой и работой проводятся вполне определенно. [2)-Выраженная в припеденной аксиоме -и и особенности в примечашм мысль теперь часто формулируется как принцип невозможности построения вечярго дшяателя второго рода (рвгрвсппш пюМ)е второго рода]. В формулировке Ъпсяомы ааслуживает внимании уступка, сделанная реакционному течению витализма.
[3) В настоящее время второй яриицип термодинамики часто формуляруется как принцип, устлнавлявающий невозможность вечного двигателя .второго рода. С помощью атого принципа моигио доказать, что пе может быть теплозой машины, которая давала бы более высокий коэфициепт полезного действия, чем машина Карно. В самом деле, пусть машина Карно, работающая между температурами Т, и Т„в качестве рабочего вещества мспользует идеальный гаа. Тогда (Клаузиус, настоящий сборник, стр. 137) — = . —, гдеО,— коли- О, т, Е.
Т. чество тепла, взятое у нагревателя, и Оз — количество тепла, отданное-холодильнику. Пусть между темп же температурами работает другая машина, поторая имеет больший -козфициепт полезного действия, и пусть она берет у нагревателя Ою и отдает холодильнику О,'. Пусть цикл в первой мапшпв вы- К" ен так, что О, = О,'г Это всегда можно сделать, регулируя расширение уакуса Е, = Втэйу —.
Рэ Рэ ' ВНЛЛНЬМ ТОМСОН 184 Заставим вторую машвву давать работу эа счет тепла, а первую — превращать работу в тепло. 'Гогда нагреватель, отдаст ~,' — 9„холодпльвпк ввчего пе получит и ве отдаст, в в результате' будет выигрыш в работе И" — )Г = -е,— а — (). +е.-'е,' — е. Еслп есть пывгрыш в рабов е, т. е. 1]з' > Д„то ато значат, что мы вмеем перводпческв действующую машину, действие которой сводятся к завмствовзшпо тепла из нагревателя и полному превращению вшго тепла в работу, т. е.
мы получаем регре(пвш шо)я1е второго рода. 'Гакой случай вевозможеп, остается воаможвой потеря работы И" — И' = ~7 ' — 9,с О.-Если.вторая машина обратвма, то, заставив вторую машину пття в обратном направлении, а первую— в.прямом, т. е., если первая будет преврюцать тепло в работу, то неравенстве памеввтся,и мы опять получим регреЬшш шо211. Таким образом, если вторая машина обратима (И" = 1Г в (),' =.
~7з), то коэфициевт яолвого действия остается у второй машпвы такой же, как у машины Карпо. Для необратимой машпвы И" — И'= 9~' — Дз(О возможно, так кэк превращевве работы всецело в тепло возможно. Приведенное взмв рассуждевве. эквввэлевтво рассуждению Томсона, о котором речь идет в тексте. [4] Необходвмо отметить, что терминология у Томсова отличается от примятой теперь. Выражение (р —,Ум)Ми — ЛЧ М1 представляет собою то, что мы пэзываем полной эвергяей системы (ср.
след. прпме1авве). 'Гочво так же отличается и выбор виана. [б] Докаеательство дается несколькими странами виже. [6] Приводимое выражевве представляет собой площадь ва дваграмме, вэображающую бесконечно малый замкнутый цикл. Х [7) Если функция Карно вмеет ввд: (Ср. следующую статью Томеопп о рассеяваввп энергия, стр. 189), то ураввевве (б] припямает впд: Н 1 ~в )8 — = — ~ У)8(1+273), влв, заыевяя абсолютные температуры 273+8= Т, п 273+ Т Т„"получаем: 18= =)8 —- Н Т В Т Откуда находим: Н В т Т т. е. обычяую формулировку второго принципа по Клаузвусу.
[8) В настоящее время установлено, что количество энергии, падающее в 1 мяя. ва ! смз, перпеядикулярпо солнечным лучам, ва пределе земной атмосферы, илв так называемая «солнечная постоявваяе, равно 1.9Ь малых калорвй. [9] Речь может втти только о том,,когда и в каном количестве расходуется запас энергии, которым располагает организм. Организм ве может создавать энергии, †черпает ее только пз пвщп. [1О] Яркий пример характерного для английских ученых стремлевпя зсвяаатьь пауку с религиозными предрассудками. [11] В этих словах видна некоторая уступкаввталвстмческвм предрассудкам, которые в во времена Кельзина, как я в настоящее время, былв распространены среди взвболее реакцвоввых элемеятов ученого кара. [12) Если привять,чтофувкцпя Карно имеет вид — (см.
стр, 184), тп о+3 для В получаем: В-= —, = Тз Т, ' прими%линя А. н. тимирязиВА вде'Т,— темнеТветУРе нагРевателЯ в Тэ — темнеРатУРа холодальнакв. Тогда. Ф вЂ” В = являштя коэфвцаентом волеэного действия тепловой мананы Т— Т Т вЂ” Т» В самом дезе: ' ' . равняется ' ', т. е. отношению нреврещеввого. Т е. ' в работу тепла ко всему количеству тепла 9ы взятому от' квгреввтеля. ! ~[ аб» Х [!3] В давномвырэженвя велвчввв е ара водстввовке в = ».р е т даст, век мы ведам; —.; таким обрезок, нолачество тепла ец умноженное.
Т, ' вв —, представит собой качество тепла, отдеввое хоаодвльвнку лрн адеель- Т, Т 1 ном круговом процессе, а твк как выравнивание тепла происходит по предположение, именно этна путем, а не путем тепловроводноста, то мы а лоаучвем нскомув температуру Т. [14] В этой небольшой эеметне Кельвин делает вывод нэ второго нрю~- цяпа в его классической формулировке — вывод, нэвествый вод нэввэввеы»прннцава рессеянвя энергав».
Как следствие вэ этого вывода вытекеет предстэвлеюю: о твк нээываемой»тепловой смерти» вселенной: этот вывод бил опровергнут рв-' ботемн Больцмэна н Смолуховского (см. статья нэстошцего оборвана). ГЛАВА 1 МОЛЕКУЛЫ СУТЬ УПРУГИЕ ШАРЫ Я. ВНЕШНИЕ СИЛЫ И ВИДИМОЕ ДВИЖЕНИЕ МАСС ОТСУТСТВУЮТ' й 3. Мзковклловакок доклзаткльотво закона гаапгвднлвния акого- откй: частота столкновкний Предположим на мгновение, что в сосуде находится только один газ, все молекулы которого однородны.
До тех пор, пока мы не скажем противоположного, мы будем считать, что молекулы при взаимных столкновениях друг с другом ведут себя как идеально упругие шары. Далее, если даже предположить, что в начальный момент все молекулы имели одинаковые скорости, то скоро среди последующих столкновений молекул найдутся такие, у которых скорость ударяющей молекулы имеет направление, близкое к линии центров, а скорость ударяемой молекулы почти перпендикулярна к ней. Вследствие этого ударяющая молекула получит скорость, близкую к нулю, а скорость ударяемой молекулы увеличится в )~2 раз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
