Билет № 23

Необратимость тепловых процессов; второй закон термодинамики и его статистическое истолкование.

Проводник в электрическом поле: электрическое поле внутри про­водящего тела; электрическое поле заряженного проводящего шара; изме­рение разности потенциалов с помощью электрометра; диэлектрики в элек­трическом поле; поляризация диэлектриков.

Теплообмен – процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы.

Второй закон термодинамики, указывает направление возможных энергетических превращений и тем самым выражает необратимость процессов в природе. Этот закон был установлен путем непосредственного обобщения опытных фактов. Немецкий ученый Р. Клаузиус ( 1822-1888 ) сформулировал этот закон так: невозможно провести теплоту от более холодной системы к более горячей при отсутствии других одновременных изменений в обеих системах или в окружающих телах. Все процессы самопроизвольно протекают в одном определенном направление. Они необратимы. Теплота всегда переходит от горячего тела к холодному, а механическая энергия макроскопических тел – во внутреннюю.

Необратимыми процессами называют такие процессы, которые могут самопроизвольно протекать только в одном определенном направлении; в обратном направлении они могут протекать только как одно из звеньев более сложного процесса.

Проводник – материал в котором имеются свободные носители электрических зарядов. Примерами могут служить металлические тела в твердом и жидком состоянии, жидкие растворы и расплавы электролитов.

Электрическое поле заряженного проводящего шара. Так как поверхность проводникам эквипотенциальна, линии напряженности электрического поля заряженного проводящего шара выходят из поверхности шара перпендикулярно ей. Если заряд на поверхности шара равен q , то электрическое поле вне шара такое же как поле точечного заряда q, находящегося в центре проводящего шара.

Диэлектриками или изоляторами, называются материалы, в которых нет свободных электрических зарядов.

Поляризация диэлектриков- это смещение в противоположные стороны разноименных зарядов, входящих в состав атомов и молекул вещества.

Измерение разности потенциалов с помощью электрометра. Так как поверхность любого проводника является эквипотенциальной поверхностью то при соединении проводником стержня электрометра с одним заряженным телом, а корпуса электрометра с другим телом разность потенциальности между телами с которыми они соединены.

Распределение зарядов в проводящих телах. Если на электризовать проводящие тело, то силы отталкивания действующие между одноименными зарядами, выталкивают их на поверхность тела. Покинуть поверхность проводника свободные электрические заряды не могут, так как на них действуют кулоновские силы притяжения зарядов противоположного знака, имеющихся в проводнике. Свободные заряды перестают перемещаться вдоль поверхности проводящего тела при достижении такого их распределения, при котором вектор напряженности электрического поля в любой точки перпендикулярен поверхности тела. Поэтому в электрическом поле поверхность проводящего тела любой формы является эквипотенциальной поверхностью. Все точки внутри проводника имеют одинаковый потенциал, равный потенциалу на его поверхности.