根據熱力學第二定律,熱力學第二定律的內容是什么?
1、熱力學第二定律的內容是什么?
1.在孤立系中,能量總是從有序到無序。表明了一種能量的自發的衰減過程。用熵來描述混亂的狀態。
2.在熱力學中具體還需要參看克勞修斯和凱爾文的解釋。
開爾文表述:不可能從單一熱源吸取熱量,使之完全變為有用功而不引起其它變化。
克勞修斯表述:不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化。
3.在熱力學中主要揭示熱機效率的問題。在其他方面,如進化論的證明方面也起作用。
用生動的語句描述就是:你用餐后總是會花費的比你實際吃的要多。
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①熱力學第二定律是熱力學的基本定律之一,是指熱永遠都只能由熱處轉到冷處(在自然狀態下)。它是關于在有限空間和時間內,一切和熱運動有關的物理、化學過程具有不可逆性的經驗總結。
指出了在自然條件下熱量只能從高溫物體向低溫物體轉移,而不能由低溫物體自動向高溫物體轉移,也就是說在自然條件下,這個轉變過程是不可逆的。要使熱傳遞方向倒轉過來,只有靠消耗功來實現。
自然界中任何形式的能都會很容易地變成熱,而反過來熱卻不能在不產生其他影響的條件下完全變成其他形式的能,從而說明了這種轉變在自然條件下也是不可逆的。
熱機能連續不斷地將熱變為機械功 ,一定伴隨有熱量的損失。第二定律和第一定律不同,第一定律否定了創造能量和消滅能量的可能性,第二定律闡明了過程進行的方向性,否定了以特殊方式利用能量的可能性。
②人們曾設想制造一種能從單一熱源取熱,使之完全變為有用功而不產生其他影響的機器,這種空想出來的熱機叫第二類永動機。它并不違反熱力學第一定律,但卻違反熱力學第二定律。
③從分子運動論的觀點看,作功是大量分子的有規則運動,而熱運動則是大量分子的無規則運動。顯然無規則運動要變為有規則運動的幾率極小,而有規則的運動變成無規則運動的幾率大。
一個不受外界影響的孤立系統,其內部自發的過程總是由幾率小的狀態向幾率大的狀態進行,從此可見熱是不可能自發地變成功的。
④熱力學第二定律只能適用于由很大數目分子所構成的系統及有限范圍內的宏觀過程。而不適用于少量的微觀體系,也不能把它推廣到無限的宇宙。
⑤根據熱力學第零定律,確定了態函數——溫度;
根據熱力學第一定律,確定了態函數——內能和焓;
根據熱力學第二定律,也可以確定一個新的態函數——熵。可以用熵來對第二定律作定量的表述。
熱力學第零定律用來作為進行體系測量的基本依據,其重要性在于它說明了溫度的定義和溫度的測量方法。表述如下:
1、可以通過使兩個體系相接觸,并觀察這兩個體系的性質是否發生變化而判斷這兩個體系是否已經達到熱平衡。
2、當外界條件不發生變化時,已經達成熱平衡狀態的體系,其內部的溫度是均勻分布的,并具有確定不變的溫度值。
3、一切互為平衡的體系具有相同的溫度,所以一個體系的溫度可以通過另一個與之平衡的體系的溫度來表示,也可以通過第三個體系的溫度來表示。
:百度百科——熱力學第二定律
2、根據熱力學第二定律可知()
A.動可以全部轉換為熱。但熱不能全部轉換為動
B.熱量可以從高溫物化傳到低溫物體,但不能從低溫物體傳到高溫物體
C.不可逆過程就是不能向相反方向進行的過程
D.一切自發過程都是不可逆的
3、什么是熱力學第二定律?
熱力學第二定律是闡明與熱現象相關的各種過程進行的方向、條件及限度的定律。
熱力學第二定律指明了自然界的熱功轉化中的普遍規律,即熱不可能全部轉化為功,而不引起其它變化。
熱力學第二定律,指出了熱功轉化的效率的問題。即,熱機的效率不可能達到100%. 所以常說的“第二類永動機無法實現”中的第二類永動機就是指熱機效率為100%的熱機。
熱力學第二定律是從經驗中得到的,它有幾種表述方式。一般的表述為:任何一個宏觀過程向相反方向進行而不引起其它變化是不可能的。我們來看一下其它的表述方式:
1850年克勞修斯根據熱傳導的逆過程的不可能性提出:不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化;
1851年開爾文根據摩擦生熱的逆過程不可能性提出一個說法:不可能從單一熱源取熱使它全部變成功而不引起其它變化;
奧斯特瓦爾德提出另外一個重要的說法:第二類永動機是不可能實現的。所謂的第二類永動機是指一個熱機僅從單一熱源吸收熱而轉變成功,而無其它變化。
來源:百度百科-熱力學定律
4、熱力學第二定律的應用
熱力學第二定律是熱力學中的重要定律之一,它指出了自然界中熱量的流動方向,以及能量轉換的效率限制。本文將討論熱力學第二定律在現代工程技術和生物學領域中的應用。一、工程技術領域
1. 熱力學中的熱機效率
熱力學第二定律指出,任何熱機的效率都受到限制,無法達到100%。因此,對于熱機的設計和工作優化,要考慮如何提高效率。現代內燃機、蒸汽發動機、風力渦輪機等都是基于熱力學第二定律的基礎上進行設計和工作優化的。
2. 制冷技術的應用
熱力學第二定律也指出了制冷技術的效率限制。因此,目前制冷技術多采用吸收式、壓縮式制冷方式,并通過采用新穎的材料和設計,來提高制冷效率和減少能量的消耗。
3. 可再生能源的利用和開發
熱能轉化是可再生能源的核心,包括太陽能、生物質能、地熱能、海洋能等,這些能源的開發和利用都需要熱能轉化技術的支持,而熱力學第二定律可以指導可再生能源的最大限度轉化和應用。
二、生物學領域
1. 細胞能量轉化
細胞代謝過程中產生的熱能,要通過酶催化途徑轉化為其他形式的能量,用于細胞內各種生物學過程的支持。熱力學第二定律的應用可以指導細胞內熱能轉化的最大效率,從而保證細胞代謝的穩定性。
2.生命的降熵過程
熱力學第二定律可以用于解釋生命為什么可以保持自身的穩定性和秩序性。因為熱力學第二定律指出了自然界中熱量的流動方向是從高溫區流向低溫區,即熱量總是流向混亂狀態。而生命是通過消耗能量,將自身維持在一個低熵狀態下,從而保持秩序性和穩定性的。
綜上所述,熱力學第二定律在現代工程技術和生物學領域中具有重要的應用價值,可以指導我們如何進行能量轉化的優化和最大化利用,從而提高能源使用效率和保護環境,同時也揭示了生物體維持內部穩定性和秩序性的機制和原理。
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