热力学第二定律 热力学第二定律的数学表达式是什么?(热力学第二定律的内容)
热力学第二定律的数学表达式是:ds≥δQ/T。热力学第二定律的数学表达式:ds≥δQ/T,又称克劳修斯不等式。 由克劳修斯不等式知,将体系熵变量的大小与过程热温...
很高兴有机会和大家一起谈论热力学第二定律的话题。这个问题集合包含了一些常见和深入的问题,我将详细回答每一个问题,并分享我的见解和观点。
热力学第二定律的数学表达式是什么?
热力学第二定律的数学表达式是:ds≥δQ/T。热力学第二定律的数学表达式:ds≥δQ/T,又称克劳修斯不等式。 由克劳修斯不等式知,将体系熵变量的大小与过程热温熵值进行比较就可以判断过场可逆与否。 对于绝热可逆过程,ds=δQ/T=0。热力学第二定律是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。
热力学第二定律的意义:
热力学第二定律的数学表达式表明所有可逆 循环的克劳修斯积分值都等于零,所有不可逆循环的克劳修斯积分值都小于零。故本不等式可作为判断一切任意循环是否可逆的依据。应用克劳修斯不等式还可推出如下的重要结论,即任何系统或工质经历一个不可逆的绝热过程之后,其熵 值必将有所增大。
热力学第一定律和第二定律
热力学有三大基本定律,在地球化学研究中应用得较多的是热力学第一定律和热力学第二定律。
热力学第一定律的数学表达式是:
地球化学
式中:Q为由系统和环境间的温度差引起的能量交换形式;ΔU为系统内能的改变值;A为系统与环境交换的功,热力学中的功包括体积功和非体积功(如表面功和电功)。从式(4.1)中可以看出,体系从外界交换获得的热能除了消耗于体系与外界交换能量时所做的功外,全部转化为内能。热力学第一定律的实质是:能量不论是从一个物体传给另一个物体,或者从一种形式转化成另一种形式,其总量不变,这就是能量守恒(和能量转化)定律。
热力学第二定律的数学表达式是:
地球化学
式中:η为有效工作系数;Q1为高温热源提供的全部热量值;Q1-Q2为热量交换过程能转化成功的热量值;T1、T2分别为高温物体和低温物体的初始绝对温度值。热力学第二定律的实质是:在热-功能量的转化中,功能全部转换成热,而热不能全部转换成功。在地球化学研究领域中,热力学第二定律及其派生的各类热力学参数计算式被广泛应用。
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(即“熵”)不会减小。
扩展资料:
热力学第二定律是建立在对实验结果的观测和总结的基础上的定律。虽然在过去的一百多年间未发现与第二定律相悖的实验现象,但始终无法从理论上严谨地证明第二定律的正确性。自1993年以来,Denis J.Evans等学者在理论上对热力学第二定律产生了质疑,从统计热力学的角度发表了一些关于“熵的涨落“的理论,比如其中比较重要的FT理论。
而后G.M.Wang等人于2002在Physical Review Letters上发表了题为《小系统短时间内有悖热力学第二定律的实验证明》。从实验观测的角度证明了在一定条件下热,孤立系统的自发熵减反应是有可能发生的。
热力学第二定律的内容
热力学第二定律的内容介绍如下:
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。
扩展资料:
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。
热力学第二定律是什么
热力学第二定律(second law of thermodynamics),热力学基本定律之一,表述如下:
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(即“熵”)不会减小。
第二定律在有限的宏观系统中也要保证如下条件:
1、该系统是线性的。
2、该系统全部是各向同性的。
另外有部分推论:比如热辐射:恒温黑体腔内任意位置及任意波长的辐射强度都相同,且在加入任意光学性质的物体时,腔内任意位置及任意波长的辐射强度都不变。
洛施密特悖论:
洛施密特悖论,又称可反演性悖论,指出如果对符合具有时间反演性的动力学规律的微观粒子进行反演,那么系统将产生熵减的结果,这是明显有悖于熵增加原理的。
针对这一悖论,玻尔兹曼提出:熵增过程确实并非一个单调过程,但对于一个宏观系统,熵增出现要比熵减出现的概率要大得多;即使达到热平衡,熵也会围绕着其最大值出现一定的涨落,且幅度越大的涨落出现概率越小。已有的一些实验结果,与玻尔兹曼的叙述基本相符。
好了,关于“热力学第二定律”的话题就讲到这里了。希望大家能够对“热力学第二定律”有更深入的了解,并且从我的回答中得到一些启示。