Cтраница 2
Приведенная выше шкала идеального газа идентична шкале температур Кельвина ( термодинамической), определенной из выражения коэффициента полезного действия обратимой тепловой машины. [16]
Рассмотрим 1 кг любого вещества в данном состоянии и предположим, что вещество действует как теплоотдатчик, дающий теплоту обратимой тепловой машине. [17]
Это определяет шкалу температур таким образом, что отношение любых двух температур равно отношению теплот, полученных и отданных обратимой тепловой машиной, действующей между двумя этими температурами. Выбор этой специальной формы функции, как отметил Кельвин, произволен. [18]
КПД всякого необратимого теплового двигателя и холодопро-изводительность необратимой холодильной машины, осуществляющих процессы при заданных температурах ( Т, Т2), всегда меньше соответственно КПД и холодопроизводительности обратимой тепловой машины ( л т ] о6р; % Хобр. [19]
Для того чтобы обмен тепла с атмосферой при температуре Т0 был в таких процессах обратимым, система во время обмена тепла должна быть при температуре Т0 или же между системой и атмосферой должна быть введена обратимая тепловая машина. В таком случае возрастание температуры системы может обусловливаться теплом, нагнетаемым тепловым двигателем из атмосферы, или обратимым адиабатическим сжатием системы посредством движения поршня, или тем и другим вместе. [20]
Поставим теперь между каждым резервуаром и одним общим резервуаром ( с Т 1) обратимую тепловую машину. [21]
Соотношение (1.3) справедливо для обратимого цикла Карно и не зависит от совершаемой работы W. Таким образом, термодинамическая температура обладает тем свойством, что отношения величин Т определяются характеристиками обратимой тепловой машины и не зависят от рабочего вещества. Для окончательного определения величины термодинамической температуры необходимо приписать некоторой произвольной точке определенное численное значение. [22]
Кянен [127] дал для статических процессов несколько более общее определение функции В. Он считает пригодность максимально полез-ой работой, которую могло бы произвести вещество в данном состоя-яии, действуя не только как источник тепла для обратимой тепловой машины Карно, но также и производя ту работу, которая является результатом его собственных ри-изменений. Если и давление и температура вещества снижаются до температуры и давления окружающей среды, то для работы не существует более никакой движущей силы. [23]
В годы, проведенные Борном в Геттингене, он познакомился с замечательной группой молодых математиков и физиков: Хеллингером, Теплицем, а позднее - Курантом, Эрхардом Шмидтом и Каратеодори. Спустя много лет Борн пытался ( без особого успеха, как он нам говорил) популяризировать довольно абстрактную и общую формулировку фундаментальных принципов термодинамики, данную Каратеодори и свободную от искусственной концепции обратимых тепловых машин. Фаулер в Кембридже еще в начале 20 - х годов ( под влиянием работы Бориа) перевел статьи Каратеодори из Physikalische Zeitschrift и распространял их приватно среди своих коллег. [24]
Экспериментально установлено, что если различные виды работы могут быть полностью обращены в теплоту и в идеальном случае могут полностью переходить друг в друга, то обратное преобразование невозможно, так как только некоторая часть теплоты превращается в работу при циклическом процессе. Здесь речь идет о закрытой системе, совершающей круговой термодинамический процесс, а не о единичном акте, так как в последнем случае согласно принципу эквивалентности преобразование тепла в работу можно произвести полностью. Поэтому неудивительно, что изучение вопросов, связанных со вторым началом термодинамики, исторически обязано исследованию принципа действия тепловых машин, назначение которых состоит в превращении тепла в работу. В фундаментальном труде французского инженера Сади Карно Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу ( 1824) сделана первая, еще весьма несовершенная попытка сформулировать второе начало термодинамики. В труде Карно рассматриваются три основных вопроса: 1) необходимое условие для преобразования теплоты в работу; 2) условие, при котором трансформация теплоты в работу может достигнуть максимального эффекта; 3) зависимость коэффициента полезного действия тепловой машины от природы рабочего вещества. В труде Карно был сделан совершенно правильный вывод, что коэффициенты полезного действия всех обратимых тепловых машин одинаковы и не зависят от рода работающего тела, а только от интервала предельных температур, в котором работает машина. [25]