Если у нас есть два взаимодействующих газа с разными температурами, то возможно, что пакет частиц (*), движущихся с большой скоростью, перейдет из горячего газа в холодный (случайно) и повысит температуру холодного газа на передающий тепло. Однако в формулировке Клаузиуса о втором законе говорится, что теплота переходит только от горячего тела к холодному, поэтому описанная ситуация должна быть нарушением второго закона. Однако если представить себе объемную картину, то, конечно, очевидно, что тепло передается от горячего газа к холодному газу.
Прежде чем люди скажут мне, что температура является эмерджентным свойством, рассмотрим пакет частиц, достаточно большой для того, чтобы можно было определить температуру, если это
Означает ли это, что второй закон термодинамики выполняется только при рассмотрении макроскопической картины? Или второй закон говорит о том, что такая «пакетная» передача невозможна?
Я ищу ссылку на это, если это обсуждается в учебнике/статье
*: Достаточно большой, чтобы можно было определить температуру
Если у нас есть два взаимодействующих газа с разными температурами, то вполне возможно, что пакет частиц (*), которые движутся с высокой скоростью...
В «пакете частиц» отдельные частицы не все будут двигаться с «высокой скоростью». Если пакет частиц достаточно велик, то скорости отдельных частиц будут варьироваться относительно средней скорости пакета частиц в соответствии с распределением скоростей Стефана-Больцмана относительно среднего.
... перейти от горячего газа к холодному (случайно) и повысить температуру холодного газа за счет передачи тепла.
Не уверен, что вы подразумеваете под «перейти с горячего газа на холодный (случайно)». Но отдельные частицы высокотемпературного пакета газа будут сталкиваться с отдельными частицами низкотемпературного газа. В среднем при столкновениях будет происходить чистая передача кинетической энергии от высокотемпературных частиц к низкотемпературным просто потому, что средняя кинетическая энергия частиц высокотемпературного газа больше средней кинетической энергии частиц высокотемпературного газа. низкотемпературный газ.
Однако в формулировке Клаузиуса о втором законе говорится, что теплота переходит только от горячего тела к холодному, поэтому описанная ситуация должна быть нарушением второго закона.
Нарушения второго закона нет. Хотя может иметь место передача энергии от столкновений частиц с более высокой скоростью тела с более низкой температурой к частицам с более низкой скоростью тела с более высокой температурой, чистая передача, включающая столкновения всех частиц, будет происходить от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой.
Прежде чем люди скажут мне, что температура является эмерджентным свойством, рассмотрите пакет частиц, достаточно большой для определения температуры, означает ли это, что второй закон термодинамики выполняется только при рассмотрении макроскопической картины? Или второй закон говорит о том, что такая «пакетная» передача невозможна?
Если пакет частиц достаточно велик для определения температуры, т. е. для применения распределения Стефана-Больцмана, то чистая передача энергии происходит от пакета, имеющего более высокую среднюю кинетическую энергию (т. е. более высокую температуру), к пакет, имеющий меньшую среднюю кинетическую энергию. Это, однако, не исключает возможности передачи энергии от некоторых высокоэнергетических частиц низкотемпературного пакета некоторым низкоэнергетическим частицам высокотемпературного пакета. Это не нарушает второй закон.
Надеюсь это поможет.
Боб Д
Свидание со свободой
Боб Д
Боб Д