Cтраница 3
Противоположно направленные процессы, в которых происходит превращение теплоты в работу или передача энергии от тел с меньшим потенциалом к телам с большим потенциалом, вследствие чего увеличивается разность потенциалов и система отдаляется от состояния равновесия, самопроизвольно протекать не могут и называются несамопроизвольными процессами. Следовательно, несамопроизвольными являются процессы, в которых переход и преобразование энергии происходит принудительно в направлении, противоположном ее естественному переходу. [31]
Цикл Карно обратим и представляет собой совокупность самопроизвольного ( передача тепла Q2 от нагревателя к холодильнику) и несамопроизвольного ( превращение те пла Qi - Q2 в работу) процессов. В цикле Карно несамопроизвольный процесс превращения тепла в работу возможен только потому, что он компенсируется самопроизвольным процессом перехода тепла от нагревателя к холодильнику. [32]
Несамопроизвольный процесс - процесс, который протекает принудительно за счет внешнего воздействия на систему. В частном случае несамопроизвольный процесс может явиться последствием самопроизвольного процесса. [33]
Следует отметить, что кинетику перехода неравновесной системы к равновесному состоянию изучают в термодинамике необратимых процессов, которая посвящена в основном исследованию закономерностей протекания самопроизвольных процессов. Ниже излагаются основы термодинамики протекания само-и несамопроизвольных процессов. [34]
Расширяя основы равновесной термодинамики, он указал, что в изолированных системах самопроизвольные процессы протекают только в одном направлении - в сторону возрастания энтропии. Это не означает, однако, что несамопроизвольный процесс передачи тепла от холодного к теплому телу не может быть осуществлен. Он реализуется в холодильных машинах, в бытовом холодильнике, но за счет затраты энергии других процессов. [35]
Вода расщепляется на элементы, что создает источник атомов водорода для восстановления СО2 в глюкозу, а нежелательный газообразный кислород выделяется в атмосферу. Энергия, необходимая для осуществления этого в высшей степени несамопроизвольного процесса, обеспечивается солнечным светом. В наиболее древних формах бактериального фотосинтеза в качестве источника восстановительного водорода использовались не вода, а сероводород, H2S, органические вещества или сам газообразный водород, но легкая доступность воды сделала этот источник наиболее удобным, и в настоящее время он используется всеми водорослями и зелеными растениями. Простейшими организмами, в которых осуществляется фотосинтез с высвобождением О2, являются сине-зеленые водоросли. Их правильнее называть современным названием цианобактерии, поскольку это в самом деле бактерии, научившиеся добывать собственную пищу из СО2, Н2О и солнечного света. [36]
Если этот пар привести в соприкосновение с жидкостью, имеющей температуру Т2 и концентрацию с2сь то очевидно, что пар будет конденсироваться ( абсорбироваться жидким раствором) при постоянном давлении. Естественно, что, согласно второму закону термодинамики, такой несамопроизвольный процесс потребует затраты теплоты. [37]
Какие же процессы должны сопровождать несамопроизвольные процессы, чтобы сделать их возможными. Тщательное и всестороннее изучение окружающих нас физических явлений показало, что несамопроизвольные процессы только тогда возможны, когда они сопровождаются процессами самопроизвольными. Следовательно, самопроизвольный процесс может произойти сам собой, несамопроизвольный - только вместе с самопроизвольным. [38]
Однако, как показывает опыт, несамопроизвольный процесс может совершаться только при условии, что вместе с ним совершается компенсирующий его по изменению энтропии самопроизвольный процесс, сопряженный с ним условиями изменения потенциалов. Сочетание сопряженных несамопроизвольного и самопроизвольного процессов ничем не ограничено: каждый несамопроизвольный процесс может сочетаться с любым самопроизвольным процессом. Преобразование или передача энергии в самопроизвольном процессе связано с возрастанием энтропии, в несамопроинвольном процессе энтропия убывает. [39]
Только в предельном случае бесконечно малой разности потенциалов самопроизвольный процесс является обратимым. Но в этом случае он бесплодный, так как не в состоянии поддержать протекание несамопроизвольного процесса. [40]
Конечно, следует иметь в виду, что если бы в изолированной системе совершился бы несамопроизвольный процесс, например, произошло самоуплотнение газа в какой-либо части сосуда, то энтропия системы уменьшилась бы. Но с классической точки зрения это невозможно, так как требует затраты внешней работы, а с точки зрения молекулярной статистики - чрезвычайно мало вероятно ( см. гл. [41]