Пример - необратимый процесс
Cтраница 2
Рассмотрим еще один пример необратимого процесса. Пусть газ, первоначально находившийся в сосуде с объемом 1 / 0 перепускается через отверстие в эвакуированный сосуд, так что в конце процесса получается больший общий объем, равный V. Но это значит, что возрастает и энтропия. При расширении в пустоту газ не совершает работы, так как нет сил противодавления, и не получает тепла. Следовательно, он может рассматриваться, как замкнутая система, приближающаяся к статистическому равновесию. Ясно, что если сосуды сообщаются, а в одном из них вакуум, то система неравновесна. В такой системе энтропия возрастает. Заметим, что когда газ изотермически расширяется в цилиндре, находящемся под поршнем, на который действует давление во внешней среде, то энтропия газа тоже возрастает, но на столько же уменьшается энтропия внешней среды. [16]
Далее будет приведено несколько примеров необратимых процессов, на которых отчетливо проявляется влияние строения двойного слоя. [17]
Кемуля и Цисак [12] показали на примере необратимого процесса восстановления дибромциклогексанов, что в случае необратимых процессов адсорбция субстратов может облегчать восстановление, уменьшая энергию активации электродного процесса. [18]
Если указанное условие не выполняется, то процесс оказывается необратимым. Примером необратимого процесса является передача теплоты в паровом котле от газов с температурой 600 - 1000 С к пару, имеющему температуру 400 - 500 С, так как обратная передача теплоты от пара к газам без изменения их температуры невозможна. [19]
Рассмотрим пример необратимого процесса, протекающего в адиабатически изолированной системе и покажем, что энтропия в таком процессе возрастает. Пусть теплоизолированный сосуд разделен на две части перегородкой. В одной части объемом V находится идеальный газ в количестве 1 моль, в другой части сосуда объемом Т / 2 - вакуум. [20]
Примерами реакций, протекающих весьма полно, могут служить такие процессы, как взаимодействие растворенных хлорида бария и сульфата натрия, бромида меди с аммиаком, нейтрализация хлороводородной кислоты раствором гидроксида натрия. Это все примеры практически необратимых процессов, так как и BaS04 несколько растворим, и комплексный катион [ CiHNHj) ] 2, образующийся во второй реакции, не абсолютно устойчив, и НгО немного диссоциирует. [21]
Примерами реакций, протекающих весьма полно, могут служить такие процессы, как взаимодействие растворенных хлорида бария и сульфата натрия, бромида меди с аммиаком, нейтрализация хлороводородной кислоты раствором гидроксида натрия. Это все примеры практически необратимых процессов, так как и BaSO несколько растворим, и комплексный катион ( CiHNHj) ] 2, образующийся во второй реакции, не абсолютно устойчив, и Н20 немного диссоциирует. [22]
При изучении индуцированного синтеза 3-галактозидазы у Escherichia coli найдено, что этот фермент синтезируется не за счет аминокислот, имеющих источником другие клеточные белки. Еще один пример необратимого процесса синтеза белка - образование вируса табачной мозаики [87]; хотя вирус синтезируется из продуктов распада белков листьев, между однажды синтезированным вирусом и тканями листа не происходит обмена компонентами. [23]
Всякий происходящий в природе процесс является или обратимым или необратимым. Примером обратимых процессов являются все чисто механические и электромагнитные процессы; если эти процессы протекают в обратном направлении, то начальное состояние снова полностью восстанавливается. Пример необратимого процесса дает, как мы видели, процесс возникновения тепла при трении; другие примеры будут приведены ниже. [24]
 |
Открытая система, в которой diS означает производство энтропии, a deS - обмен энтропией между системой и окружающей средой. [25] |
В этой формулировке становится существенным основное различие между обратимыми и необратимыми процессами. Примерами необратимых процессов могут служить химические реакции, теплопроводность и диффузия. [26]
Поэтому необратимый процесс можно определить как процесс, обратный которому переводит систему из более вероятного состояния в менее вероятное. Ясно, что самопроизвольное протекание такого процесса маловероятно, хотя в принципе и возможно. Для его практического осуществления требуется одновременное протекание какого-либо другого ( компенсирующего) процесса во внешних телах. По второму закону термодинамики компенсирующий процесс должен быть таким, чтобы термодинамическая вероятность состояния системы всех тел, участвующих в осуществлении обратного и компенсирующего процессов, возрастала. Примером необратимого процесса служит преобразование при трении упорядоченного поступательного движения молекул тел в их хаотическое тепловое движение. Равномерное распределение частиц газа или жидкости по объему более вероятно, чем неравномерное. Это обусловливает необратимость процесса диффузии. [27]
Пусть газ находится в цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем. Действительно, как только поршень будет выдвинут, давление газа непосредственно у поршня будет меньше, чем в других частях цилиндра. Такой процесс нельзя провести обратимо через те же промежуточные состояния, так как при вдвигании поршня обратно с конечной скоростью вблизи поршня будет происходить не разрежение газа, а его сжатие. Таким образом, быстрое расширение или сжатие газа дает пример необратимого процесса. [28]
Страницы: 1 2