Вопросы по термодинамике
1)Почему работа, совершаемая системой, всегда меньше количества энергии, затраченной на эту работу?
2) Приведите примеры, подтверждающие правильность второго закона термодинамики
3)3 В чем разница между стационарным и термодинамическим состоянием равновесия?
4)Как изменится энтропия при переходе системы в состояние равновесия?
5)Как меняется энтропия системы в стационарном состоянии
6)Как меняется свободная энергия воды при ее замерзании
7)Как меняется энергия связи чугуна в процессе его плавления?
8)Как меняется свободная энергия воды при ее испарении
Ответы
Відповідь:
1) Работа, совершаемая системой, всегда меньше количества энергии, затраченной на эту работу из-за потерь энергии в виде тепла. В реальных системах всегда существуют фрикционные силы, сопротивление воздуха и другие виды потерь энергии, что приводит к тому, что полезная работа меньше внесенной энергии.
2) Примеры второго закона термодинамики^
- Теплота всегда переходит от объекта с более высокой температурой к объекту с более низкой температурой (закон теплопередачи).
- Невозможность создания перпетуум мобиле (устройства, способного работать бесконечно без подвода энергии).
3) Стационарное состояние равновесия характеризуется тем, что определенные параметры системы могут оставаться постоянными во времени, но система может не находиться в полном термодинамическом равновесии. Термодинамическое состояние равновесия, с другой стороны, подразумевает, что система находится в равновесии относительно всех термодинамических переменных.
4) При переходе системы в состояние равновесия энтропия системы достигает максимума.
5) В стационарном состоянии энтропия системы также может оставаться постоянной, но система не обязательно находится в термодинамическом равновесии.
6) При замерзании воды энтропия системы уменьшается, так как молекулы воды встраиваются в упорядоченную структуру льда.
7) В процессе плавления чугуна энергия связи между атомами уменьшается, и часть энергии идет на разрушение упорядоченной структуры кристаллической решетки.
8) При испарении воды свободная энергия увеличивается, так как молекулы воды получают больше свободы движения в газовой фазе.