Cтраница 1
Принцип Томсона эквивалентен утверждению о невозможности вечного дви а / пеля 2-го рода. [1]
Согласно принципу Томсона, эта величина должна быть равна нулю или отрицательна. Равенство будет иметь место только для обратимого цикла, так как тогда процесс может совершаться в обратном направлении. [2]
Это является нарушением принципа Томсона. [3]
Докажем теперь, что в случае нарушения принципа Томсона принцип Клаузиуса также нарушается. [4]
Чтобы доказать, что принцип Клаузиуса можно вывести из принципа Томсона, достаточно доказать, что если принцип Клаузиуса нарушается, то принцип Томсона также нарушается. Принцип Клаузиуса будет нарушен, если от низкотемпературного теплового резервуара RI будет взято количество тепла Qi ( Qi 0) и передано более горячему тепловому резервуару RZ без каких-либо других изменений системы. Предположим, что такой процесс возможен. От резервуара Rz берется тепло Qi Qz ( величина Q2 также положительна), а резервуару RI передается тепло Qi, при этом производится работа, эквивалентная Qz ( фиг. [5]
Подобное предположение было сделано Томсоном, поэтому уравнение ( 4) известно под названием принцип Томсона. Однако этот принцип в общем случае неверен, и правильное соотношение между тепловым эффектом и электрической энергией может быть получено следующим образом. [6]
Доказать, что пересечение двух квазистатических адиабат невозможно, так как это приводит к нарушению принципа Томсона. [7]
Подобное предположение, действительно, было сделано Томсоном и уравнение ( 4) известно под названием принцип Томсона. Однако этот принцип, в общем случае, неверен, и правильное соотношение между тепловым эффектом и электрической энергией может быть получено следующим образом. [8]
Они установили связь между максимальной работой, производимой химической системой, и тепловым эффектом химической реакции и показали ограниченность принципа Томсона, считавшего, что электрохимическая работа равна теплоте химической реакции. [9]
Доказать, что процесс перемешивания двух различных идеальных газов путем диффузии не может быть обратимым, так как это несовместимо с принципом Томсона. [10]
Чтобы доказать, что принцип Клаузиуса можно вывести из принципа Томсона, достаточно доказать, что если принцип Клаузиуса нарушается, то принцип Томсона также нарушается. Принцип Клаузиуса будет нарушен, если от низкотемпературного теплового резервуара RI будет взято количество тепла Qi ( Qi 0) и передано более горячему тепловому резервуару RZ без каких-либо других изменений системы. Предположим, что такой процесс возможен. От резервуара Rz берется тепло Qi Qz ( величина Q2 также положительна), а резервуару RI передается тепло Qi, при этом производится работа, эквивалентная Qz ( фиг. [11]
Таким образом, электрическая энергия, получаемая ( или поглощаемая) при электрохимических процессах, определяется не тепловым эффектом соответствующей химической реакции ( принцип Томсона), а изменением свободной энергии или термодинамического потенциала. Поскольку изменение свободной энергии и термодинамического потенциала находится в функциональной зависимости от тепловых эффектов, в уравнения ( 25) и ( 26) можно включить тепловые эффекты и получить возможность выяснения границ применимости принципа Томсона. [12]
Таким образом, электрическая энергия, получаемая ( или поглощаемая) при электрохимических процессах, определяется не тепловым эффектом соответствующей химической реакции ( принцип Томсона), а изменением свободной энергии или термодинамического Потенциала. Изменение свободной энергии и термодинамического потенциала находится в функциональной зависимости от тепловых эффектов, которые можно включить в уравнения ( 25) и ( 26) и получить возможность выяснить границы применимости принципа Томсона. [13]
Следовательно, в цикле ( 1) - ( 2) - ( 1) система поглощает теплоту Q от термостата и совершает эквивалентное количество работы - ( A - I - А), что является нарушением принципа Томсона. [14]
Это означает, что в рассматриваемом обратимом процессе теплота берется от одного теплового резервуара и превращается в работу, причем никаких других изменений системы не происходит. Такой результат противоречит принципу Томсона, поэтому неравенство Q 0 невозможно. [15]