什麼是第二定律,熱力學第二定律到底什麼意思?

2021-05-04 08:10:08 字數 4214 閱讀 1820

1樓:易書科技

不同於傅立葉,法國工程師卡諾(nicolas-léonard sadi carnot,1796—1832)的研究方法更為實際,他把蒸汽機與水輪聯絡在一起——這一類推有些問題——起初他提出的是這一想法:蒸汽機鍋爐釋放的克勞修斯熱量等於更低溫度下冷凝器獲得的熱量。也就是說,沒有熱量損失。

雖然事實並不是這樣,但是卡諾在火發出的熱、蒸汽的壓強和機器的機械運動之間建立了重要聯絡。他認識到,一臺蒸汽機的能量輸出取決於鍋爐的高溫和冷凝器的低溫之差以及流經兩者的熱量。他猜測,宇宙的總能量是常數,能量只是從一種形式轉變為另一種形式。

遺憾的是,卡諾在36歲時死於霍亂,沒有機會進一步發展他的思想。他的思想於2023年在他唯一的著作《論火的動力》(on the motive power of fire)中發表,對後人產生相當深遠的影響。

德國物理學家克勞修斯(rudolf clausius,1822—1888)不是實驗家,他的傑出天賦表現為善於對其他科學家的結果作出解釋和進行數學分析。2023年,克勞修斯得出結論,熱不能自己從一個物體傳給溫度更高的另一個物體。這一陳述後來就叫做熱力學第二定律,被認為是19世紀物理學另一項重大發現。

愛爾蘭出生的湯姆生(william thomson,1824—1907),後來在蘇格蘭以拉格斯的開爾文勳爵聞名,這兩個稱呼常常並用。他綜合了卡諾和焦耳的思想,在2023年發表**,論述熱轉變為機械功的可逆性,從而對熱的動力學理論也作出了貢獻。這是熱力學第二定律的另一種表達方式。

由於這一貢獻,與克勞修斯一起,他也被認為是這一原理的發現者之一。

熱力學第二定律可以簡單說成是:不能打破平衡。假設有一位潛水員站在深水池旁,此時潛水員具有重力勢能,當他或她跳下去時,能量轉變為動能,當潛水員撞擊水面時,動能又轉變為水的熱能。

但這個過程不能自發地逆轉(至少一般不能),能量轉變有特定的方向。儘管有可能看到潛水員又返回到水池邊,但那是因為用上了某種跳簧或者彈簧或者起重機。要麼潛水員搭乘沙灘車才能返回。

或者,再舉一個例子,熱湯可以自發地變冷,但是冷湯卻不能變熱,除非從外部熱源加熱。

另一種表述熱力學第二定律的方式是:在一個密閉的系統中——沒有外部能源——熵總是趨向於增加。熵是一個系統無序性的度量:

越是無序,熵越高。另外,因為熵總是趨向於增加,熱能不會從更冷的地方流向更熱的地方(分子和原子在更冷的固體中要比在更熱的液體和氣體中更為有序),因此一般說來,自然過程總是趨向於更大的無序。

在某種程度上這意味著,沒有來自太陽的能量,地球很快就會衰竭。最後太陽,甚至可能整個宇宙,會耗盡可用能源而滅亡。或者,換句話說,不管你本週把房間整理得多幹淨,下週你仍然需要重新整理。

2樓:跟左一學技能

熱力學第二定律是什麼

熱力學第二定律到底什麼意思?

3樓:團長是

熱力學第二定律(second law of thermodynamics),熱力學基本定律之一,克勞修斯表述為:熱量不能自發地從低溫物體轉移到高溫物體。

開爾文表述為:不可能從單一熱源取熱使之完全轉換為有用的功而不產生其他影響。熵增原理:

不可逆熱力過程中熵的微增量總是大於零。在自然過程中,一個孤立系統的總混亂度(即「熵」)不會減小。

4樓:匿名使用者

熱力學第二定律指明瞭自發過程的方向——總是朝著熵增大的方向進行。這一點我相信你明白。

熱量不借助環境做功而從低溫物體傳遞到高溫物體是熵減少過程。所以不能自發進行。那麼為什麼熵會減少?

熵是無序程度。一種最常見的表現就是分子熱運動。於是人們想出用熱量來表示無序度。

但是人們又發現,同樣的熱量傳遞給低溫物體和高溫物體所導致的無序度增加是不一樣的。就像在一間整潔房間和一間凌亂的房間隨便扔進10本書造成的混亂度增加是不同的一樣。溫度高的物體因為自身已經的無序程度已經很高了,所以再增加熱量,改變會少些。

由此人們想出了對於環境熵增加的定義。

s=q/t,可見溫度越高,熵變會越少。

那麼如果熱量q從低溫物體t傳導到高溫物體t會發生什麼?

對於高溫物體,會有熵增q/t。

對於低溫物體,會有熵減q/t。

總效應為q/t-q/t。因為t>t,所以總熵效應為熵減少,這是熱力學第二定律所不允許的。

5樓:

是不能自動由低溫至高溫 比如冰箱

熱量不會自動從低溫物體到高溫物體 需要人為 比如冰箱 通過電機讓冷水進行迴圈 帶走冰箱裡的熱量

熱力學第一、第二定律分別是什麼?

6樓:匿名使用者

第一定律就是能量守恆定律(也就是第一類永動機不能製成)第二定律講的是熱不能100%地轉化為功,會有一部分熱量散失(第二類永動機不能製成)

7樓:匿名使用者

第一定律:系統從外界吸收的熱量,一部分使其內能增加,另一部分則用來對外界做功。第二定律:不可能只從單一熱源吸收熱量,使其完全轉變為功而不引起其他變化。

什麼是熱力學第二定律

8樓:匿名使用者

熱力學第一定律:△u=q+w.系統在過程中能量的變化關係.

在熱力學中,系統發生變化是,設與環境之間交換的熱為q,與環境交換的功為w,可得熱力學能(亦稱內能)的變化為   δu = q+ w   或δu=q-w(目前通用這兩種說法,以前一種用的多),為了避免混淆,物理中普遍使用第一種,而化學中通常是說系統對外做功,故會用後一種.

定義系統在過程中能量的變化關係,也就是說,一個熱力學系統的內能增量等於外界向它傳遞的熱量與外界對它做的功的和.

你這種型別的疑問在由湖南大學出版社出版、湘教出版事業****策劃的《高中物理問答詞典》一書中有很詳細地介紹,並且這本書具有跟字典的功能,希望能給你的學習帶來很大的收穫.

9樓:汝興有冉淑

熱力學第三定律

熱力學第三定律是對熵的論述,一般當封閉系統達到穩定平衡時,熵應該為最大值,在任何過程中,熵總是增加,但理想氣體如果是等溫可逆過程熵的變化為零,可是理想氣體實際並不存在,所以現實物質中,即使是等溫可逆過程,系統的熵也在增加,不過增加的少。在絕對零度,任何完美晶體的熵為零;稱為熱力學第三定律。

對化學工作者來說,以普朗克(m.planck,1858-1947,德)表述最為適用。熱力學第三定律可表述為「在熱力學溫度零度(即t=0開)時,一切完美晶體的熵值等於零。

」所謂「完美晶體」是指沒有任何缺陷的規則晶體。據此,利用量熱資料,就可計算出任意物質在各種狀態(物態、溫度、壓力)的熵值。這樣定出的純物質的熵值稱為量熱熵或第三定律熵。

熱力學第三定律認為,當系統趨近於絕對溫度零度時,系統等溫可逆過程的熵變化趨近於零。第三定律只能應用於穩定平衡狀態,因此也不能將物質看做是理想氣體。絕對零度不可達到這個結論稱做熱力學第三定律。

是否存在降低溫度的極限?2023年,法國物理學家阿蒙頓已經提到了「絕對零度」的概念。他從空氣受熱時體積和壓強都隨溫度的增加而增加設想在某個溫度下空氣的壓力將等於零。

根據他的計算,這個溫度即後來提出的攝氏溫標約為-239°c,後來,蘭伯特更精確地重複了阿蒙頓實驗,計算出這個溫度為-270.3°c。他說,在這個「絕對的冷」的情況下,空氣將緊密地擠在一起。

他們的這個看法沒有得到人們的重視。直到蓋-呂薩克定律提出之後,存在絕對零度的思想才得到物理學界的普遍承認。

2023年,英國物理學家湯姆遜在確立熱力溫標時,重新提出了絕對零度是溫度的下限。

2023年,德國物理學家能斯特在研究低溫條件下物質的變化時,把熱力學的原理應用到低溫現象和化學反應過程中,發現了一個新的規律,這個規律被表述為:「當絕對溫度趨於零時,凝聚系(固體和液體)的熵(即熱量被溫度除的商)在等溫過程中的改變趨於零。」德國著名物理學家普朗克把這一定律改述為:

「當絕對溫度趨於零時,固體和液體的熵也趨於零。」這就消除了熵常數取值的任意性。2023年,能斯特又將這一規律表述為絕對零度不可能達到原理:

「不可能使一個物體冷卻到絕對溫度的零度。」這就是熱力學第三定律。

1940

年r.h.否勒和

e.a.古根海姆還提出熱力學第三定律的另一種表述形式:

任何系統都不能通過有限的步驟使自身溫度降低到0k,稱為0k不能達到原理。此原理和前面所述及的熱力學第三定律的幾種表述是相互有聯絡的。但在化學熱力學中,多采用前面的表述形式。

在統計物理學上,熱力學第三定律反映了微觀運動的量子化。在實際意義上,第三定律並不像第

一、二定律那樣明白地告誡人們放棄製造第一種永動機和第二種永動機的意圖。而是鼓勵人們想方設法儘可能接近絕對零度。目前使用絕熱去磁的方法已達到5×10^-10k,但永遠達不到0k。

牛頓第一定律和第二定律各是什麼

什麼是熱力學第二定律,什麼是熱力學第二定律,有什麼意義

熱力學第二定律是獨立於熱力學第一定律的另一條基本規律。該定律不是由第一定律推演出來的,它涉及的問題不同於第一定律所涉及的範圍,它是第一定律的補充。1 第一定律只指出了效率 100 第二定律指出的是效率 100 說明功可以全部變為熱,而熱量不能通過一迴圈全部變為功,即機械能和內能是有區別的。2 第一定...

熱力學第二定律的表述有哪些,熱力學第二定律的兩種表述是什麼?微觀統計意義是什麼

熱力學第二 定律熱力學第二定律有幾種表述方式 克勞修斯表述 熱量可以自發地從較熱的物體傳遞到較冷的物體,但不可能自發地從較冷的物體傳遞到較熱的物體 開爾文 普朗克表述 不可能從單一熱源吸取熱量,並將這熱量變為功,而不產生其他影響。熵表述 隨時間進行,一個孤立體系中的熵總是不會減少。關係 熱力學第二定...

關於熱力學第二定律,關於熱力學第二定律的問題

樓主說的是開爾文 普朗特說法 1851年 不可能製造出從單一熱源吸熱,使之全部轉化為功而不留下其他任何變化的熱力發電機。下面對樓主的話逐一分析。1 那可不可能通過引起其它變化使單一熱源吸熱全部用來做功呢?答 可以。比如,典型的熱力過程有哪些呢?有四個,等壓過程 等容過程 等溫過程 等熵過程,其中等溫...