1. Приведите примеры необратимых процессов.
Горение топлива, при котором выделяется тепло и продукты сгорания. Теплопередачу от более нагретого тела к менее нагретому. Диффузию газа, когда молекулы перемешиваются до равномерного распределения. Растекание жидкости на поверхности. Разрыв материалов или разрушение структуры под действием внешней силы.
2. Какой закон термодинамики позволяет установить направленность процессов в природе?
Второй закон термодинамики позволяет установить направленность процессов в природе. Он утверждает, что в изолированной системе энтропия никогда не уменьшается, что определяет естественный ход процессов от упорядоченного состояния к менее упорядоченному.
3. Приведите формулировки второго закона термодинамики, данные Клаузиусом и Томсоном.
Клаузиус: Невозможно передавать тепло от более холодного тела к более тёплому без совершения работы. Томсон (Кельвин): Невозможно построить устройство, работающее по циклу, единственным результатом которого было бы превращение всей поглощённой теплоты в работу.
4. Какое устройство называют вечным двигателем второго рода?
Вечным двигателем второго рода называют устройство, которое предположительно могло бы полностью превращать теплоту, взятую от тела, в работу без потерь и без передачи тепла в окружающую среду. Такое устройство противоречит второму закону термодинамики.
5. Как в рамках МКТ можно объяснить необратимость макроскопических процессов в природе?
В рамках молекулярно-кинетической теории (МКТ) необратимость макроскопических процессов объясняется стремлением систем к состоянию с максимальной вероятностью распределения. На микроскопическом уровне движение частиц хаотично, а взаимодействия между ними приводят к выравниванию температур, давлений и концентраций, что необратимо в естественных условиях. Эта хаотичность делает возможным только такие процессы, которые увеличивают энтропию.