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根据热力学第二定律,热力学第二定律的内容是什么?

2024-03-20 22:40分类: 国际预科留学 阅读:

1、热力学第二定律的内容是什么?

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.在热力学中主要揭示热机效率的问题。在其他方面,如进化论的证明方面也起作用。

用生动的语句描述就是:你用餐后总是会花费的比你实际吃的要多。

①热力学第二定律是热力学的基本定律之一,是指热永远都只能由热处转到冷处(在自然状态下)。它是关于在有限空间和时间内,一切和热运动有关的物理、化学过程具有不可逆性的经验总结。

指出了在自然条件下热量只能从高温物体向低温物体转移,而不能由低温物体自动向高温物体转移,也就是说在自然条件下,这个转变过程是不可逆的。要使热传递方向倒转过来,只有靠消耗功来实现。

自然界中任何形式的能都会很容易地变成热,而反过来热却不能在不产生其他影响的条件下完全变成其他形式的能,从而说明了这种转变在自然条件下也是不可逆的。

热机能连续不断地将热变为机械功 ,一定伴随有热量的损失。第二定律和第一定律不同,第一定律否定了创造能量和消灭能量的可能性,第二定律阐明了过程进行的方向性,否定了以特殊方式利用能量的可能性。

②人们曾设想制造一种能从单一热源取热,使之完全变为有用功而不产生其他影响的机器,这种空想出来的热机叫第二类永动机。它并不违反热力学第一定律,但却违反热力学第二定律。

③从分子运动论的观点看,作功是大量分子的有规则运动,而热运动则是大量分子的无规则运动。显然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。

一个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。

④热力学第二定律只能适用于由很大数目分子所构成的系统及有限范围内的宏观过程。而不适用于少量的微观体系,也不能把它推广到无限的宇宙。

⑤根据热力学第零定律,确定了态函数——温度;

根据热力学第一定律,确定了态函数——内能和焓;

根据热力学第二定律,也可以确定一个新的态函数——熵。可以用熵来对第二定律作定量的表述。

热力学第零定律用来作为进行体系测量的基本依据,其重要性在于它说明了温度的定义和温度的测量方法。表述如下:

1、可以通过使两个体系相接触,并观察这两个体系的性质是否发生变化而判断这两个体系是否已经达到热平衡。

2、当外界条件不发生变化时,已经达成热平衡状态的体系,其内部的温度是均匀分布的,并具有确定不变的温度值。

3、一切互为平衡的体系具有相同的温度,所以一个体系的温度可以通过另一个与之平衡的体系的温度来表示,也可以通过第三个体系的温度来表示。

:百度百科——热力学第二定律

根据热力学第二定律,热力学第二定律的内容是什么?

2、根据热力学第二定律可知()

A.动可以全部转换为热。但热不能全部转换为动

B.热量可以从高温物化传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体

C.不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程

D.一切自发过程都是不可逆的

根据热力学第二定律,热力学第二定律的内容是什么?

3、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”中的第二类永动机就是指热机效率为100%的热机。

热力学第二定律是从经验中得到的,它有几种表述方式。一般的表述为:任何一个宏观过程向相反方向进行而不引起其它变化是不可能的。我们来看一下其它的表述方式:

1850年克劳修斯根据热传导的逆过程的不可能性提出:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化;

1851年开尔文根据摩擦生热的逆过程不可能性提出一个说法:不可能从单一热源取热使它全部变成功而不引起其它变化;

奥斯特瓦尔德提出另外一个重要的说法:第二类永动机是不可能实现的。所谓的第二类永动机是指一个热机仅从单一热源吸收热而转变成功,而无其它变化。

来源:百度百科-热力学定律

4、热力学第二定律的应用

热力学第二定律是热力学中的重要定律之一,它指出了自然界中热量的流动方向,以及能量转换的效率限制。本文将讨论热力学第二定律在现代工程技术和生物学领域中的应用。一、工程技术领域

1. 热力学中的热机效率

热力学第二定律指出,任何热机的效率都受到限制,无法达到100%。因此,对于热机的设计和工作优化,要考虑如何提高效率。现代内燃机、蒸汽发动机、风力涡轮机等都是基于热力学第二定律的基础上进行设计和工作优化的。

2. 制冷技术的应用

热力学第二定律也指出了制冷技术的效率限制。因此,目前制冷技术多采用吸收式、压缩式制冷方式,并通过采用新颖的材料和设计,来提高制冷效率和减少能量的消耗。

3. 可再生能源的利用和开发

热能转化是可再生能源的核心,包括太阳能、生物质能、地热能、海洋能等,这些能源的开发和利用都需要热能转化技术的支持,而热力学第二定律可以指导可再生能源的最大限度转化和应用。

二、生物学领域

1. 细胞能量转化

细胞代谢过程中产生的热能,要通过酶催化途径转化为其他形式的能量,用于细胞内各种生物学过程的支持。热力学第二定律的应用可以指导细胞内热能转化的最大效率,从而保证细胞代谢的稳定性。

2.生命的降熵过程

热力学第二定律可以用于解释生命为什么可以保持自身的稳定性和秩序性。因为热力学第二定律指出了自然界中热量的流动方向是从高温区流向低温区,即热量总是流向混乱状态。而生命是通过消耗能量,将自身维持在一个低熵状态下,从而保持秩序性和稳定性的。

综上所述,热力学第二定律在现代工程技术和生物学领域中具有重要的应用价值,可以指导我们如何进行能量转化的优化和最大化利用,从而提高能源使用效率和保护环境,同时也揭示了生物体维持内部稳定性和秩序性的机制和原理。

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