关于热力学第二定律的详细理解

如题所述

开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量,使之完全转变为有用功而不产生其它影响.这个表述透彻理解稍有难度.所谓单一热源,就是一个温度处处相等并且恒温的热库(热容量极大,不因吸放热而改变它的温度).换句话可以这么说,要使热变成功又不产生其它影响,那么(系统、即工作物质)一定要与两个或以上的热源交换热量,即从高温热源吸热,将其中的一部分变为功,另一部分仍以热的形式放出系统(至低温热源).任何的热机都是这样工作的,热机经历一个工作循环后系统和外界(两个或更多热源)总的看来,除了有热变功以外,没有其它任何变化.这就表明热机的效率(不是机械效率,而是热功转化效率)不可能是100%(即便没有摩擦没有因漏气等因素存在的散热).再换句话说,如果是100%(只吸热、不放热,吸的热全部变功),必然只涉及一个单一热源(假定有两个温度不同的热源与系统热交换,系统必然会从高温处吸热,低温处放热),从而与开表述矛盾.
要使热机能够循环工作,向低温热源放热是必不可少的,不可避免的,这是大量实践证明的,开尔文正是将热机工作中这一规律用更准确的更普遍(也更抽象)的语言表述出来,才得到了热二律的开尔文表述(表述中并未涉及热机的字样,说明这个表述不仅的适用于热机还适用于任意的宏观过程).
开尔文表述还可以换成另一种表达:从单一热源吸取热量,使之完全转变为有用功,必定会产生其它影响.例如理想气体等温膨胀,过程中气体仅从一个热源吸热,而没有放热,理想气体等温膨胀,内能不变,故吸热全部变功,然而过程中除了热功转化外,还发生了其他变化,(气体体积变大了,压强变小了).要使这个变化不发生,又要将热量全部变功(即效率100%),那就是不可能的.怎样才能让这个变化不发生呢?系统必须经历一个循环过程(经过一个循环系统体积、压强又复原了),任何热机想要连续工作(而不是膨胀一下就停止,这样的“一锤子买卖”),必须经历循环过程,而循环过程系统不可避免要与两个或以上温度不同的热源交换热量(高温处吸热,低温处放热,一条等温线不可能构成循环).
楼主可参考理想气体卡诺循环把问题弄透彻.
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第1个回答  2021-04-18

热力学第二定律是什么

什么叫热力学第二定律?
综上所述,热力学第二定律是描述热量的传递方向的,其内容是:分子有规则运动的机械能可以完全转化为分子无规则运动的热能;热能却不能完全转化为机械能。制冷装置就是根据热力学第二定律,用消耗机械能或热能作为补偿条件,把热量从低温热源(需要制冷的场所)转移到高温热源(如冷凝器中的冷却水或空气)...

热力学第二定律什么意思?
热力学第二定律是指热永远都只能由热处转到冷处(在自然状态下)。意义:热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体,但不能自发地从较冷的物体转移到较热的物体(克劳修斯陈述);也可以表示为:两个物体之间的摩擦使功变成热,但是,如果没有任何其他的影响,就不可能把摩擦热再变成功。对于扩散、...

简述热力学第二定律
热力学第二定律告诉我们,热量传递的方向只能是从高温到低温,而不能反过来。这个定律是热力学的基础之一,规定了自然过程中方向性的规律。这个定律可以用不同的方式表述,但都强调了自然过程的不可逆性。三、热力学第二定律的实践应用 热力学第二定律在实践中有着广泛的应用。在制冷技术中,利用这个定律...

什么是热力学第二定律?
热力学第二定律是阐明与热现象相关的各种过程进行的方向、条件及限度的定律。热力学第二定律指明了自然界的热功转化中的普遍规律,即热不可能全部转化为功,而不引起其它变化。热力学第二定律,指出了热功转化的效率的问题。即,热机的效率不可能达到100%. 所以常说的“第二类永动机无法实现”中的第二...

什么是热力学第二定律,有什么意义
意义:热力学第二定律说明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。对于扩散、渗透、混合、燃烧、电热和磁滞等热力过程,虽然其逆...

热力学第二定律怎么理解
第一,热力学第二定律的表述(说法)虽然繁多,但都反映了客观事物的一个共同本质,即自然界的一切自发过程都有“方向性”,并且一切自发过程都是不可逆的.第二,热力过程的方向性,是可以用“熵”来衡量的,也即孤立系的一切实际过程,其总熵是增加的,理想条件下(即可逆),总熵不变.现以最常见的热力学...

关于热力学第二定律的详细理解
这个表述透彻理解稍有难度。所谓单一热源,就是一个温度处处相等并且恒温的热库(热容量极大,不因吸放热而改变它的温度)。换句话可以这么说,要使热变成功又不产生其它影响,那么(系统、即工作物质)一定要与两个或以上的热源交换热量,即从高温热源吸热,将其中的一部分变为功,另一部分仍以热的...

热力学第二定律怎样理解?
1.在孤立系中,能量总是从有序到无序。表明了一种能量的自发的衰减过程。用熵来描述混乱的状态。2.在热力学中具体还需要参看克劳修斯和凯尔文的解释。开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不引起其它变化。克劳修斯表述:不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。3....

什么是热力学第二定律?
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。...

热力学第二定律到底什么意思?
热力学第二定律(second law of thermodynamics),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。开尔文表述为:不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。熵增原理:不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。在自然过程中,一个孤立系统的总混乱度(...

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