热力学的第二定律VIP免费

热力学的第二定律 热力学第二定律是关于内能与其他形式能量相互转化的独立于热力学第一定律的另一基本规律。热力学第二定律是在研究如何提高热机效率的推动下逐步被发现的，并用于解决与热现象有关过程进行的方向问题。 热力学第一定律揭示了在改变一系统状态的过程中，功和热是等效的，并提示功变为热或热变为功时，功和热之间存在着一定的数量关系。然而，经验证明，连续的将功完全变为热量可以实现的，而连续的将热完全变为功却是不可能的。热力学第一定律不能说明这一事实以及关于过程进行方向的其他事实。能够说明过程进行方向的是由经验归纳出来的，独立于第一定律的热力学第二定律。研究大量的不可逆过程，发现可以从一种过程的不可逆性经过逻辑推理证明另一过程的不可逆。这种推理的基础是一切不可逆 过程都有内在联系。我们可以比较方便选择对一种不可逆过程的表述作为热力学第二定律的一种表述。 在热力学第一、二定律建立起来以前，卡诺探讨提高热机效率的途径，总结出后来称为卡诺定理的两个命题。应用卡诺定理，从可逆卡诺循环建立 起热力学温标。克劳修斯从卡诺定理和卡诺循环导出克劳修斯等式和不等式，找到了系统的一个状态函数—熵，并证明了熵增加原理，克劳修斯将热力学第二定律用数学形式表达出来，避免了使用复杂的逻辑推理方法，方便的判断过程能否自发进行和判断过程进行的方向。 一、热力学的第二定律的开尔文表述：法国人巴本发明了第一部蒸汽机，英国人纽可门制作的大规模把热变为机械能的蒸汽机从 1712 年起在全英国煤矿普及使用，其后瓦特改进的蒸汽机在十九世纪已在工业上得到广泛使用，提高热机效率问题成为当时生产中的重要课题。 热机效率公式为：121QQ 从这个公式看来，若热机工作物质在一循环中，向低温热源放的热量 Q 2 越少，而机械效率就越高。若设想η =1=100% 。Q 2 必为 Q 2=0 这就要求工作物质在一循环中，把从高温热源处吸收来的热量全部转化为有用的机械功，而工作物质又回到了原来的热力学状态。这样“高效率”的热机是否能够实现呢？这样的热机是违背热力学第一定律的，然而在提高热机效率的过程中，大量的事实说明，这样的热机是不可能实现的。原理：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响，这就是热力学第二定律的开尔文表述。 1、开尔文于 1851 年，在总结大量事实的基础上，提出一条普遍原理： 不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有...