Основные законы и методы термодинамики в их историческом развитии

Второй закон термодинамики в общем виде, в формулировках: Карно, Кельвина, Нернста, первой формулировке Клаузиуса, - можно считать аксиомой, по крайней мере, до тех пор, пока кому-нибудь не удастся создать вечный двигатель второго рода. Но участие второго начала, в общем виде, в выводе основных формул термодинамики не просматривается.

Третий закон термодинамики Нернста не является строгим законом, поскольку он не выполняется для глицерина и поэтому его нельзя считать аксиомой. К тому же область действия этого закона ограничена областью температур вблизи абсолютного нуля.

Второй закон термодинамики в формулировке Каратеодори можно считать аксиомой, поскольку он устанавливает вполне очевидные свойства адиабатического процесса.

Но первого и второго законов термодинамики (аксиом), в формулировке Каратеодори, явно не достаточно для проведения так называемого аксиоматического метода исследования. И Каратеодори был вынужден, к основным законам термодинамики, добавить закон Джоуля для идеального газа, при давлении газа, стремящемся к нулю. Закон, область действия которого, не совпадает с эксплуатационным диапазоном давлений рабочих тел, применяемых в циклах тепловых машин. Закон, по сути, не имеющий опытного обоснования.

В этой связи, метод Каратеодори, по существу, не является аксиоматическим методом.

3. Если коротко сформулировать сущность метода феноменологической термодинамики, то это смешанный метод. В этом методе есть элементы как дедуктивного, так и индуктивного методов, а также метода проб и ошибок. Например, индуктивным методом, на основании многочисленных экспериментов, выведен первый закон термодинамики. Дедуктивным методом, опираясь на несостоятельный закон Джоуля, выведена ошибочная формула Майера. Нуль абсолютной температурной шкалы определён методом проб и ошибок, поскольку он несколько раз изменялся. Последняя поправка абсолютного нуля выполнена в МТШ-90 скрытно, путём увеличения единицы измерения температуры в 1,0002601 раза.

4. На основании проведенного анализа, и для повышения точности термодинамических расчётов, необходимо:

- отказаться от применения несостоятельного закона Джоуля и формул, выведенных с его помощью:

; ; ;

- устранить методические ошибки в определении МЭТ и теплоёмкостей газов;

- сохранить традиционную единицу температуры и метод её определения в соответствии с нулевым началом термодинамики, по крайней мере, в области действия феноменологической термодинамики.

5. Несмотря на имеющиеся недочёты, экспериментальная основа феноменологической термодинамики вызывает больше доверия, чем теоретические построения молекулярно-кинетической теории и статистической физики.

После устранения указанных выше недостатков достоверность феноменологической термодинамики ещё более возрастёт.

При проведении практических расчётов тепловых машин предпочтение следует отдавать методам феноменологической термодинамики.

Библиография

1. С. Карно «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» Государственное издательство Москва 1923 Петроград

2. Я. М. Гельфер «История и методология термодинамики и статистической физики», второе издание, издательство Высшая школа, Москва 1981.

3. В.А. Кириллин, В.В. Сычёв, А.Е. Шейндлин, «Техническая термодинамика», Москва, Энергоатомиздат 1983.

4. М. Земанский «Температуры очень низкие и очень высокие» Издательство «Мир» Москва 1968.

5. Энрико Ферми «Термодинамика» Издательство Харьковского университета, Харьков 1969.

6. С. Л. Ривкин «Термодинамические свойства газов» Справочник, издание четвёртое, Москва, Энергоатомиздат, 1987.

7. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс, «Фейнмановские лекции по физике», издательство МИР, Москва 1976.

8. Ю. Гужеля «Актуальные проблемы термодинамики» LAP LAMBERT Academic Publishing 2014.

9. Ю. Гужеля «Анатомия термодинамики» сайт N-t.ru/Текущие публикации/Наука сегодня.

10. Ю. Гужеля «Методические погрешности при определении теплоёмкостей газов» сайт: new-idea.kulichki.net.

11. Ю. Гужеля «Температура и средний импульс молекул» сайт : new-idea.kulichki.net

12. Википедия - Температура.

Размещено на Allbest.ru