V-kosmose.com

Адиабатические процессы

Физика > Адиабатические процессы

 

Изучите адиабатические процессы в третьем законе термодинамики. Читайте определения абсолютного ноля, адиабатическое размагничивание, формула и диаграмма.

Нельзя понизить температуру системы до нуля в конечном числе операций.

Задача обучения

  • Рассмотреть изоэнтропический процесс с позиции адиабатической демангизации.

Основные пункты

  • При Т = 0 не возникает разницы в энтропии. Чтобы достичь Т = 0, необходимо выполнить бесконечное количество шагов в термодинамическом процессе охлаждения.
  • В период охлаждения адиабатического размагничивания энергия транспортируется от тепловой энтропии к магнитной.
  • Невозможность достигнуть Т = 0 выплывает из третьего закона.

Термины

  • Абсолютный ноль – максимально низкая температура: ноль по Кельвину, -273.15°C и -459.67 °F.
  • Размагничивание – процесс устранения магнитного поля из объекта.
  • Изоэнтропический – обладание постоянной энтропией.

Абсолютный ноль?

Третий закон термодинамики говорит о том, что энтропия идеального кристалла в условиях абсолютного нуля приравнивается к нулю. Здесь же мы находим объяснение, почему Т = 0 нельзя достигнуть. Допустим, температурный показатель вещества можно снизить в изоэнтропическом процессе, если изменить параметр Х от Х2 к Х1. Давайте рассмотрим многоступенчатую установку адиабатического намагничивания-размагничивания, где магнитное поле проходит через контролируемые включение и выключение.

Допустим, что при Т = 0 разности энтропии можно достичь при конечном числе шагов. Но третий закон ясно убеждает, что при Т = 0 не может быть такой разницы, поэтому мы нуждаемся в бесконечном числе шагов.

Температурно-энтропийная диаграмма. Горизонтальные линии отображают изоэнтропические процессы, а вертикальные – изотермические. Слева: абсолютный ноль при конечном числе шагов, если S (T = 0,X1) ≠ S (T = 0,X2). Справа: требуется бесконечное количество шагов, так как S (0,X1) = S (0,X2)

Адиабатическое размагничивание

Для адиабатического выравнивания магнитных моментов частиц в газе используют мощное магнитное поле. Оно уменьшается, а тепловая энергия приводит к тому, что магнитные моменты становятся случайными.

На втором этапе тепловую энергию используют для создания беспорядков в магнитных моментах. Поэтому газовая температура падает.


Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5
(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)