Глава 13. § 87. Второй закон термодинамики — с. 287
§ 87. Вопрос 1. Какие процессы называются необратимыми?
Назовите наиболее типичные необратимые процессы.
Необратимыми называются процессы, которые самопроизвольно протекают только в одном направлении; в обратном направлении они могут идти лишь при внешнем воздействии, с изменениями в окружающих телах. Типичные примеры: теплопередача от горячего тела к холодному, превращение механической энергии во внутреннюю при трении (затухание колебаний маятника), диффузия (распространение запаха духов), расширение газа в пустоту, перемешивание веществ.
§ 87. Вопрос 2. Как формулируется второй закон термодинамики?
Второй закон термодинамики указывает направление протекания процессов и выражает необратимость процессов в природе. Формулировка Клаузиуса: невозможно перевести тепло от более холодной системы к более горячей при отсутствии других одновременных изменений в обеих системах или в окружающих телах. Эквивалентная формулировка: невозможно создать вечный двигатель второго рода, то есть двигатель, полностью превращающий теплоту в механическую работу. Закон носит статистический характер и справедлив для систем с огромным числом частиц.
§ 87. Вопрос 3. Какое состояние газа является наиболее вероятным и соответствует равновесному состоянию?
Наиболее вероятно состояние, в котором молекулы движутся хаотично и равномерно распределены по объёму сосуда; температура и давление во всех точках одинаковы. Именно этому состоянию — состоянию полного хаоса на микроуровне — соответствует равновесие изолированной системы. Состояния, в которых все молекулы собрались бы в одной части сосуда, возможны в принципе, но их вероятность ничтожно мала.