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熱力学のエントロピーについてですが、 エントロピー増大の原理を用いて、クラジウスの原理を説明せよ。 エントロピー増大の原理を用いて、トムソンの原理を説明せよ。

物理学 | 工学25閲覧xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">100

回答(1件)

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遅くなりました。 エントロピーは ・移動する ・新たに発生する ことしか許されていません。要するにどこかに消えてしまうことはない。 クラジウスの原理とは 「他に変化を残さずに、熱を低熱源から高熱源へ移動させるようなサイクルは存在しない」というものだそうです。 クラウジウスの原理が否定するサイクルがあったとして、低熱源と高熱源の温度をそれぞれTL、THと書き、移動する熱をQと書くとサイクルに入ってくるエントロピーはQ/TL、サイクルから出ていくエントロピーはQ/THです。引き算すると Q/TL-Q/TH=Q(1/TL-1/TH) TL<THなので上記の値は正になります。つまりこのサイクルは1回ごとにそれだけのエントロピーを消滅させることになり(そうでないとサイクルは元の状態に戻ったことにならない)、エントロピー増大の原理に反するため、存在できません。クラウジウスの原理は正しいことになります。 トムソンの原理とは 「他に変化を残さずに、一つの熱源から熱を取り込んで、その熱をすべて仕事に変換するサイクルは存在しない」というものだそうです。 こちらはもっと簡単で、トムソンの原理が否定するサイクルがあったとして、熱源の温度をT、取り込む熱をQとすると1サイクルでサイクルが取り込むエントロピーはQ/T。上記同様にこういうサイクルは存在できず、トムソンの原理は正しいことになります。