Cтраница 2
Опыт показывает, что, в отличие от того, что имеет место при неравновесной передаче механической работы, неравновесная передача теплоты при непосредственном взаимодействии тел с разными температурами не сопровождается, на первый взгляд, никакими превращениями: одно тело отдает только теплоту, а второе тело получает также только теплоту, причем в том же количестве. Однако при помощи посредника между телами в виде термодинамической системы, совершающей прямой равновесный цикл Карно часть теплоты, отданной телом с более высокой температурой, можно превратить в работу. [16]
Однако, как было показано, наличие двух тел с различными температурами может быть использовано для получения механической работы. Для этого необходим посредник между телами в виде термодинамической системы, совершающей прямой равновесный цикл Карно. В результате происходит превращение части теплоты, отданной телом с более высокой температурой, в работу. При непосредственном же тепловом взаимодействии двух тел никакая работа не производится. [17]
Карно всегда больше показателя равновесного такого же цикла. Легко показать, что для практических целей холодильная машина с неравновесным циклом менее выгодна по сравнению с подобной машиной, имеющей равновесный цикл. Действительно, согласно (65.10) увеличение показателя цикла ведет к уменьшению его холодильного коэффициента. [18]
Под свойством X в (4.4) должна, очевидно, подразумеваться каждая из независимых переменных системы. Для разных переменных времена релаксации могут сильно различаться, так что неравновесная в целом система может оказаться равновесной по отношению к процессам с малыми временами релаксации. Например, кусок закаленной стали, являющийся системой неравновесной по отношению к диффузионным процессам, может участвовать во многих равновесных циклах деформации, работая в качестве детали механической машины. Времена релаксации процессов диффузии и механической деформации различаются в этом случае на 10 - 15 порядков величины. [19]
В процессе изменения температуры рабочее тело должно быть изолировано от тепловых резервуаров, температуры которых Т и Т2 фиксированы. В противном случае в тепловом контакте будут находится тела с неодинаковыми температурами, и рассматриваемый процесс будет неравновесным. Следовательно, изменение температуры рабочего тела должно осуществляться адиабатически. Итак, равновесный цикл тепловой машины при наличии двух тепловых резервуаров по необходимости должен состоять из двух изотермических и двух адиабатических равновесных процессов. [20]
Полученное выражение не означает, что в результате неравновесного кругового процесса изменяется энтропия системы. Энтропия системы как функция состояния принимает первоначальное значение, и ее изменение равно нулю. Сумма же приведенных теп-лот, полученных системой, меньше нуля, следовательно, окружающая среда в результате цикла получает от системы некоторое количество приведенной теплоты. Если цикл прямой, то, следовательно, холодильник получает больше теплоты, чем в равновесном цикле для той же величины Qi, и часть теплоты необратимо переходит от нагревателя к холодильнику. [21]
Полученное выражение не означает, что в результате неравновесного кругового процесса изменяется энтропия системы. Энтропия системы как функция состояния принимает первоначальное значение, и ее изменение равно нулю. Сумма же приведенных теп-лот, полученных системой, меньше нуля, следовательно окружающая среда в результате цикла получает от системы некоторое количество приведенной теплоты. Если цикл прямой, то, следовательно, холодильник получает больше теплоты, чем в равновесном цикле для той же величины Qlf и часть теплоты необратимо переходит от нагревателя к холодильнику. [22]
Если соотношение (67.7) применимо только к циклу Карно, то (68.2) справедливо уже для любого обратимого цикла. Результат как будто бы неожиданный. Любой произвольный равновесный цикл можно разбить семействами изотерм и адиабат на совокупность ряда элементарных циклов Карно. Эта операция аналогична представлению криволинейной трапеции суммой элементарных прямоугольников при вычислении ее площади интегрированием. [23]