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热力学第二定律论文1000字,热力学第二定律论文总结 (热力学第二定律论文题目选题理由)

作者:温海滢 生活经验 2023-04-08 06:45:19 阅读:25

为什么热力学第二定律可以有许多不同的表述

1、克劳修斯表述: 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。 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,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。 2、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。 这是从能量消耗的角度说的。开尔文表述还可以表述成:第二类永动机不可能实现。 开尔文的表述更直接指出了第二类永动机的不可能性。敞处搬肺植镀邦僧鲍吉所谓第二类永动机,是指某些人提出的例如制造一种从海水吸取热量,利用这些热量做功的机器。这种想法,并不违背能量守恒定律,因为它消耗海水的内能。大海是如此广阔,整个海水的温度只要降低一点点,释放出的热量就是天文数字,对于人类来说,海水是取之不尽、用之不竭的能量源泉,因此这类设想中的机器被称为第二类永动机。而从海水吸收热量做功,就是从单一热源吸取热量使之完全变成有用功并且不产生其他影响,开尔文的说法指出了这是不可能实现的,也就是第二类永动机是不可能实现的。

热力学第二定律本质是什么?详细些,包括熵分析等。

高等工程热力学

热力学二定律中“不产生其他影响”是指什么影响?

热力学第二定律也就是一个物体不可能自发地从低温向高温进行能量的传导,最终达到温度上面的平衡,也就是熵的最大化。你说的不产生其他影响应该是物体不会突然间产生热量,也就是熵最大化后就不会有变化了。

热力学第二定律的开尔文表述指出:内能与机械能的转化具有方向性,请结合熵的变化加以解释

解:机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化,物体运动状态的变化完全遵循牛顿运动定律所反映的因果关系,这是一种有序的运动.热运动是大量分子的无规则运动,系统的一个宏观状态包含着大量的微观状态,这是一种无序的运动,机械运动向热运动的转化,属于从有序向无序的转化,会导致熵的增加,符合热力学的规律,因此机械能可以全部转化为内能,反之,热运动向机械运动的转化,属于从无序向有序的转化,即从高熵向低熵转化,不符合熵增加原理,因此内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化.

关于热力学第二定律的详细理解

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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