热力学第2定律

时间:2024-10-24 14:00:04编辑:揭秘君

热力学第二定律的两种表述

热力学第二定律的两种表述如下:一、热力学第二定律两种表述1、第一种是克劳休斯表述:不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。2、第二种是开尔文表述:不可能制成一种循环动作的热机,从单一热源取热,使之完全变为功而不引起其它变化。开尔文表述还可以表述成第二类永动机不可能实现。二、除此之外,热力学第二定律还可以表述成熵增加原理:孤立系统的熵永不自动减少,熵在可逆过程中不变,在不可逆过程中增加。三、从微观统计意义上讲,热运动则是大量分子的无规则运动。无规则运动要变为有规则运动的几率极小,而有规则的运动变成无规则运动的几率大。不受外界影响的孤立系统,其内部自发的过程总是由几率小的状态向几率大的状态进行,从此可见热是不可能自发地变成功的。四、热力学第二定律说明1、热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体,但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体(克劳修斯表述);也可表述为:两物体相互摩擦的结果使功转变为热,但却不可能将这摩擦热重新转变为功而不产生其他影响。2、对于扩散、渗透、混合、燃烧、电热和磁滞等热力过程,虽然其逆过程仍符合热力学第一定律,但却不能自发地发生。热力学第一定律未解决能量转换过程中的方向、条件和限度问题,这恰恰是由热力学第二定律所规定的。

热力学第二定律的数学表达式是什么?

热力学第二定律的数学表达式是:ds≥δQ/T。热力学第二定律的数学表达式:ds≥δQ/T,又称克劳修斯不等式。 由克劳修斯不等式知,将体系熵变量的大小与过程热温熵值进行比较就可以判断过场可逆与否。 对于绝热可逆过程,ds=δQ/T=0。热力学第二定律是热力学基本定律之一,克劳修斯表述为:热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。热力学第二定律的意义:热力学第二定律的数学表达式表明所有可逆 循环的克劳修斯积分值都等于零,所有不可逆循环的克劳修斯积分值都小于零。故本不等式可作为判断一切任意循环是否可逆的依据。应用克劳修斯不等式还可推出如下的重要结论,即任何系统或工质经历一个不可逆的绝热过程之后,其熵 值必将有所增大。

热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述为什么是等效的?

热力学第二定律,表达的是能量传递的单向性(孤立系统熵增大原理).该定律表明,能量的传递是有自发方向的,也就是,虽然能量可以双向传递,但是只有但一方向的传递,才是自发的,也就是不需要外界帮助的.
开尔文的表述是,不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响,表达的是能量和功之间转换的单向性;
克劳修斯的表述是,热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体,但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物,表达的是内能之间传递的单向性;
其效果都是一样的,也就是能量传递和转换的单向性(用熵来表述,就是孤立系统,也就是与外界完全隔离的系统,其熵值是要增大的)


热力学第二定律的克劳修斯表述

热力学第二定律是热力学基本定律之一,克劳修斯表述为:热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。不可能把热量从低温物体传向高温携枣雀物体而不引起其它变化岩亏。英国物理学家开尔文(原名汤姆逊)在研究卡诺和焦耳的工作时,发现了某种不和谐:按照能量守恒定律,热和功应该是等价的,可是按照卡诺的理论辩早,热和功并不是完全相同的,因为功可以完全变成热而不需要任何条件,而热产生功却必须伴随有热向冷的耗散。他在1849年的一篇论文中说:“热的理论需要进行认真改革,必须寻找新的实验事实。”同时代的克劳修斯也认真研究了这些问题,他敏锐地看到不和谐存在于卡诺理论的内部。他指出卡诺理论中关于热产生功必须伴随着热向冷的传递的结论是正确的,而热的量(即热质)不发生变化则是不对的。克劳修斯在1850年发表的论文中提出,在热的理论中,除了能量守恒定律以外,还必须补充另外一条基本定律:“没有某种动力的消耗或其他变化,不可能使热从低温转移到高温。”这条定律后来被称作热力学第二定律。

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