MP разлика между адиабатична и обратима (Forum Matroids Matheplanet)

В момента онлайн са 578 гости и 15 членове

Можете да станете член:
Натисни тук.

Имаше подобен въпрос преди няколко години, който върви в същата посока, но чиито отговори всъщност нямат смисъл за мен.

Основният ми проблем е донякъде, че всъщност не знам разликата между адиабатен процес и обратим процес.
Може да се направи извод от първия закон

\ displaystyle dU = \ delta Q + \ delta A, 'align = absmiddle>

където \ delta A 'align = absmiddle> означава обратима част от енергията, подавана към системата, а \ delta Q' align = absmiddle> означава необратима част и термодинамични процеси. За адиабатичен процес няма топлообмен, \ delta Q = 0 'align = absmiddle>. Така че остава

\ displaystyle dU = \ delta A. 'align = absmiddle>

Такова често се изчислява в следващия курс. В случай на адиабатен процес, не е ли това веднага обратимо, ако \ delta A 'align = absmiddle> означава обратимата част от енергийното снабдяване?

Истинският ми проблем е с теоремата за ентропията:
Ентропията не може да намалее в адиабатно затворената система. За процес от z_1 се прилага "align = absmiddle> до z_2" align = absmiddle>

\ displaystyle S (z_1) \ le S (z_2), 'align = absmiddle>

с равенство в адиабатно обратими процеси.
В доказателството, обратим обратен процес \ xi 'align = absmiddle> се добавя към необратим процес \ gamma' align = absmiddle>, така че следва с теоремата на Клаузий

\ displaystyle 0 \ ge \ oint \ frac = \ int_ \ frac + \ int_ \ frac = 0 + S (z_1) -S (z_2). 'align = absmiddle>

Използвано е, че за необратимия процес се прилага \ delta Q = 0 'align = absmiddle>.

Моите въпроси сега са:
Как може да се намери обратим процес в адиабатно затворена система, където трябва да се прилага \ delta Q = 0 'align = absmiddle>, за който се прилага \ delta Q \ neq 0' align = absmiddle>? Или. тогава какво точно представлява адиабатно затворена система?

Така че процесът е обратим, ако може и да бъде обърнат. Ако сега ви разбирам правилно, вие твърдите, че всеки обратим процес е адиабатичен. Но това не е вярно.
Обратим процес, който е едновременно адиабатичен, се нарича изентропичен, тъй като от това може да се заключи, че промяната в ентропията е 0. Но има и обратими процеси, при които топлината се обменя. Пример може да бъде процесът на Стърлинг.

Има и адиабатни процеси, които са необратими, например когато две различни течности се смесват при една и съща температура.

А законът за ентропията важи и за ВСИЧКИ затворени системи. Нарича се напр. Опитът показва, че когато поставям горещ чай в затворена система, той става студен, т.е.обменя топлина с околната среда. Въпреки това ентропията на цялата система никога няма да намалее.

И не мога напълно да разбера разделението на 1-ва главна клауза на обратима част и необратима част.

За да разберете двата термина, първо трябва да оставите математиката.

Винаги трябва да използвате адиабатен процес с термина "системна граница". Адиабатичната система е топлоустойчива. По време на който и да е процес, било то изобарен/изохорен/изотермичен, никаква топлина просто не преминава границата на системата, период.

За да можем да разберем термина обратимо, помага да се разгледа вътрешността на системата. Ако всичко, което се случва в системата, е фрикционно, тогава всички процеси са необратими.

Ако процесът, който може да се подложи на повторно провеждане, се извършва в система с адиабатни граници на системата, това е изоентропен процес.

Разликата е както следва:
При адиабетичен процес ентропията на всяко тяло, което е част от цялостната система, остава постоянна. При обратим процес ентропията на цялата система остава постоянна, но ентропията на отделните й части може както да се увеличава, така и да намалява.

Единственото условие за обратимост на даден процес е да се запази ентропията на цялата (затворена) система. Това е вярно и в двата случая.

При адиабатичен процес никаква ентропия или топлина не текат отвън в тялото или извън тялото навън. Въпреки това в тялото може да се създаде ентропия. Следователно адиабатният процес не трябва да бъде обратим.

Просто погледнете приноса на Mackes и Eifoehn5.

Така че, ако моето твърдение трябва да е погрешно, съжалявам, но точно така е определено в литературата, вижте напр. Лаундау, Лифшиц - том V, §11.

Например с двете различни течности с една и съща температура: В този пример, от който според вас следва \ delta Q_ = 0 'align = absmiddle>?
\ delta Q = T dS 'align = absmiddle>, така че:
\ delta Q_> = \ delta Q_1 + \ delta Q_2 = T_1 dS_1 + T_2 dS_2 \ stackrel T_1 \ ляво (dS_1 + dS_2 \ дясно) 'align = absmiddle>
т.е. за \ delta Q_> = 0 'align = absmiddle> dS_1 = - dS_2' align = absmiddle> трябва да се прилага. За да бъда честен, не виждам (поне не веднага) какво трябва да означава това.

Но ако dS_1 = - dS_2 'align = absmiddle>, тогава да
dS_> = dS_1 + dS_2 = 0 'align = absmiddle>
и следователно процесът е обратим.

Строго погледнато, мисля, че първо трябва
\ delta Q = T (dS - S_>) 'align = absmiddle>
приемете и по този начин
\ delta Q_> = \ delta Q_1 + \ delta Q_2 = T_1 (dS_1 - S_>) + T_2 (dS_2 - S_>) \ stackrel T_1 \ наляво (dS_1 \ prime + dS_2 \ prime \ right) 'align = absmiddle>
пиши, защото не знаеш предварително дали е включен обратим или необратим процес. Доколкото виждам, нищо не се променя от там
\ delta Q_> = 0 'align = absmiddle>
все още
\ вляво (dS_1 \ prime + dS_2 \ prime \ вдясно) = 0 'align = absmiddle>
следва и с него
dS_> = 0 'align = absmiddle>
следва.

Това уравнение се отнася само за обратими процеси и точно описва ентропиятаобмен на тялото със заобикалящата го среда.

В a необратим В този процес ентропията се променя не само чрез размяна, но и се произвежда. Следователно това е за необратим процес

'alt =' \ displaystyle S> 'align = absmiddle> .

В a адиабатен Процесът е, че тялото е изолирано от заобикалящата го среда и не може да обменя ентропия. (Ето защо a обратима адиабатична Процесът винаги е изентропен; вижте. Пощенски номер 2)

Но за един необратима адиабатика Процесът е 0 'old =' S> 0 'align = absmiddle> въпреки \ delta Q = 0' align = absmiddle> .

И точно такъв процес е процес на смесване, който протича в изолиран съд: Изолацията предотвратява топлообмена с околната среда, но се получава ентропия на смесването.

РЕДАКТИРАНЕ: Вашата публикация № 5 добавена добавка вече съдържа подходящата формула:

\ delta Q = T (dS - S_>) 'align = absmiddle>

За необратим адиабатен процес dS = S_> 'align = absmiddle> .

Ентропията е само за обратими състояния Са определени. Как може да има нещо като S_ \ mathrm 'align = absmiddle>?

Доколкото го знам, ентропията се дефинира само ако

\ displaystyle \ oint \ frac = 0 'align = absmiddle>

защото само в случай на равенство dS = \ frac 'align = absmiddle> е точен диференциал. Така че ентропията се определя като

\ displaystyle S (z) - S (z_0) = \ int_ ^ z \ frac. 'align = absmiddle>

Не ми е ясно как 0 'alt =' S> 0 'align = absmiddle> може да бъде в адиабатен процес, когато \ delta Q = 0' align = absmiddle> се прилага за всеки процес, т.е.

\ displaystyle S (z) - S (z_0) = \ int_ ^ z \ frac = 0. 'align = absmiddle>

Обратимите или необратимите не са свойства на състояние, а на процес. (Моля, изяснете си разликата, защото тя е от съществено значение за термодинамиката.)

Всъщност има ограничението, за което ентропията е само Равновесиедържави се дефинира.

В случай на процес, който - подобно на разглеждания по-горе процес на смесване - също преминава през неравновесни състояния, не може просто да се посочи ентропията на системата за всяко междинно състояние. Това обаче не пречи на човек да вземе предвид разликата в ентропията между началното и крайното състояние, защото:
1. Началното и крайното състояние на процеса са състояния на равновесие.
2. Ентропията е функция на състоянието (т.е. зависи само от състоянието, а не от процеса, чрез който е достигнато състоянието).

Прав си, това трябва да е обратим процес. Там сгреших.

Добре, мисля, че бавно осъзнавам грешката си в мисленето.