2017-11-12
В замкнутом пространстве помещены один выше другого два открытых сосуда А и В с одной и той же жидкостью (рис.). Если температуры жидкостей в начальный момент одинаковы, то вследствие испарения жидкости в верхнем сосуде А и конденсации паров в нижнем В жидкость в сосуде В будет нагреваться, а в сосуде А охлаждаться. Противоречит ли это второму началу термодинамики?
Решение:
Испарение жидкости в верхнем сосуде А и конденсация ее в нижнем В есть следствие разности давлений пара и воздуха, вызванной тем, что пар и воздух имеют вес (аэростатическое давление). После испарения жидкости в сосуде А и конденсации пара в сосуде В температура жидкости в верхнем сосуде уменьшится, а в нижнем — повысится. Это приведет к уменьшению скорости испарения в верхнем сосуде и скорости конденсации в нижнем. В результате установится термодинамическое равновесие пара и жидкости в обоих сосудах, но над верхним сосудом пар будет иметь немного меньшее давление, чем над нижним.
Противоречия со вторым началом термодинамики нет, так как при подъеме сосуда А на высоту АВ некоторый объем воздуха перемещается из «точки» с меньшим давлением в «точку» с большим давлением. Совершаемая при этом работа расходуется на передачу тепла из сосуда А в сосуд В.