Как Ферми приходит к этому заключению в неравенстве Клаузиуса?

В его Т час е р м о г у н а м я с с , Ферми прекрасно доказывает следующее (перефразированное):

Для системы, находящейся в циклическом процессе,

дельта Вопрос Т 0 ,
а для обратимого циклического процесса — равенство.

Затем он заявляет следующее без каких-либо доказательств:

"... и дельта Вопрос Т "=" 0 что справедливо только для обратимых циклов».

Вопрос: Как он заключает обратную импликацию, как указано выше? Другими словами, как доказать, что интеграл Клаузиуса, равный нулю, влечет за собой обратимость цикла? (Без введения понятия энтропии.)

Редактировать: Ну, вы можете использовать энтропию, если вы не можете доказать без нее.


Упоминается на странице 48 своего классного Т час е р м о г у н а м я с с .

Что означает вводное утверждение?
Первые скобки @BobD означают, что я немного изменил формулировку. Второй просит доказать то, что спрашивают, без использования энтропии.
Так вы хотите доказать это, не обращаясь к энтропии?
@БобД да......
Вы снова не понимаете, о чем спрашиваете, и я не собираюсь больше тратить свое время.
@BobD Я тебя не просил! В любом случае спасибо!
Вас устраивает идея, что интеграл равен нулю для обратимого цикла Карно?
@ЧетМиллер Да.
@ChetMiller Спасибо, что изучили это! Кроме того, я довольно подробно выражаю свое несогласие здесь: physics.stackexchange.com/q/518261/231957 . Пожалуйста, посмотрите, если у вас есть время.

Ответы (1)

Когда вы обращаете обратимый процесс, то Т > 0 все еще держится, но дельта Вопрос становится дельта Вопрос и для этих теплообменов должно выполняться неравенство Клаузиуса: дельта Вопрос Т 0 .
Сравните это с исходным неравенством, и оба они могут выполняться одновременно тогда и только тогда, когда р е в дельта Вопрос Т "=" 0 для всех обратимых циклов.


На ваш вопрос в комментарии:

я р р е в дельта Вопрос Т 0 является отдельным предположением от постулата неравенства Клаузиуса, имеющим откуда это берется я р р е в дельта Вопрос Т < 0 всегда. Фактически недостающая сумма "=" является мерой необратимости процесса. Теперь математически мыслимо, что существуют особые контуры (т. е. циклические процессы) в области состояний, такие, что в общем случае < но для конкретного странного контура получится "=" пока процесс необратим.

Заметим, что даже если бы такой контур существовал, его нельзя было бы расширить «вбок» до какой-либо конечной ширины и при этом иметь "=" 0 потому что внутри этой "трубки" конечной ширины по контуру у вас будет равенство и, следовательно, Т быть интегрирующим фактором и иметь энтропию, хорошо определенную из отношения обменного тепла дельта Вопрос и Т ; поэтому он должен иметь нулевую меру, а контуры нулевой меры не могут быть физическими из-за флуктуаций, которые могут перемещать его в < территория. (Я подозреваю, что что-то подобное может происходить на некоторых границах фазового перехода, например, магнитный гистерезис всегда необратим, но сам фазовый переход не обязательно, но я не уверен...)

Вопрос заключается в том, существует ли какой-либо необратимый цикл, для которого интеграл равен нулю.
Или, другими словами, только для обратимых циклов, когда интеграл равен нулю?
Я понимаю, что вы говорите, и мне это нравится. Но я не понимаю, почему «вокруг этого контура ... энтропия хорошо определена ...» делает «трубку» меры равной нулю. Пожалуйста, объясни!
если "=" выполняется в конечной области (не в чем-то бесконечно тонком, т. е. в одномерной кривой в kD, k>1, области), то Т является интегрирующим фактором, и все, что вы слышали об обратимости, энтропии и т. д., также будет иметь место. (Подумайте о дифференцируемости в 2D: недостаточно того, что функция дифференцируема вдоль линии, скажем, вам нужна дифференцируемость во всех направлениях.)