Киселев Владимир Геннадьевич — доктор технических наук, профессор кафедры «Атомная и тепловая энергетика»
Санкт-Петербург
Vladimir G. Kiselev
St.Petersburg
В статье на базе новой модели идеального газа и теории термодинамических потенциалов рассмотрены изотермические и адиабатические процессы, протекающих в нѐм. Кроме того, произведѐн разбор процесса введения понятия энтропии Р. Клаузиусом, в результате чего установлены основные требования, предъявляемые им к энтропии, изменения которой наблюдаются в изотермических и адиабатических процессах, в частности, выявлено, что, если в изотермических процессах с участием одного моля идеального газа энтропия ST однозначно характеризуется величиной ST = R ln V, то при протекании процессов адиабатических, единственным требованием предъявляемым к ним является условие о взаимоуничтожении адиабат в рассматриваемом цикле Карно. В результате данного обстоятельства фактически в термодинамике используют различные «адиабатические» энтропии, а именно SA = const R ln V и C V ln T , а в рамках данной работы и CV, что приводит, не смотря на математически безупречное введение понятия энтропии для цикла Карно к невозможности еѐ однозначной интерпретации и, следовательно, определению еѐ физико-химического смысла даже для идеального газа. В работе введено новое понятие «суммарная» энтропия идеального газа SS = R ln V + C V , удовлетворяющая критериям Р. Клаузиуса, на базе которой установлено, что данный вид энтропии, умноженный на абсолютную температуру характеризует некий уровень потенциальной энергии системы, который может быть последовательно преобразован в работу в изотермическом обратимом процессе, при подводе соответствующего количества тепла и в соответствующем адиабатическом обратимом процессе.
Based on a critical analysis of the existing characteristics of an ideal gas and the theory of thermodynamic potentials, the article considers its new model, which includes the presence of an ideal gas in addition to kinetic energy of potential (chemical) energy, in the framework of which the isothermal and adiabatic processes in it are studied both reversible and irreversible, in terms of changes in the entropy of the system in question, observed in case. In addition, a critical analysis was made of the process of introducing the concept of entropy by R. Clausius, as a result of which the main requirements for entropy were established, the changes of which are observed in isothermal and adiabatic quasistatic processes, in particular, it was revealed that if in isothermal processes involving one in a perfect gas, the entropy ST is uniquely characterized by the value , regardless of whether the process is reversible or not, then when the adiabatic processes occur, the only requirement made of them is the condition of mutual destruction adiabats in this Carnot cycle. As a result of this circumstance, in fact, in thermodynamics various “adiabatic” entropies are used, namely; const SA = const R ln V и C V ln T , and in addition, as established in this paper, CV, which leads, despite the mathematically perfect introduction of the concept of entropy for the Carnot cycle, to the impossibility of its unambiguous interpretation and, therefore, the determination of its physicochemical meaning even for perfect gas. A new concept is introduced in the work: “total” entropy of an ideal gas SS = R ln V + C V , satisfying the criteria of R. Clausius, on the basis of which it was established that this type of entropy multiplied by the absolute temperature characterizes a certain level of potential energy of the system, which can besuccessively converted to work in an isothermal reversible process, with the supply of an appropriate amount of heat, and in the adiabatic reversible process under consideration.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.