熱不可能自發(fā)地、不付代價地從低溫傳到高溫。(不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化,這是按照熱傳導(dǎo)的方向來表述的)
不可能從單一熱源取熱,把它全部變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其他任何影響
解釋一下熱力學(xué)第二定律。
熱力學(xué)第二定律 ①熱力學(xué)第二定律是熱力學(xué)的基本定律之一,是指熱永遠(yuǎn)都只能由熱處轉(zhuǎn)到冷處(在自然狀態(tài)下)。它是關(guān)于在有限空間和時間內(nèi),一切和熱運動有關(guān)的物理、化學(xué)過程具有不可逆性的經(jīng)驗總結(jié)。 上述(1)中①的講法是克勞修斯(Clausius)在1850年提出的。②的講法是開爾文于1851年提出的。這些表述都是等效的。 在①的講法中,指出了在自然條件下熱量只能從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移,而不能由低溫物體自動向高溫物體轉(zhuǎn)移,也就是說在自然條件下,這個轉(zhuǎn)變過程是不可逆的。要使熱傳遞方向倒轉(zhuǎn)過來,只有靠消耗功來實現(xiàn)。 在②的講法中指出,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(chǎn)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(zhuǎn)變在自然條件下也是不可逆的。熱機能連續(xù)不斷地將熱變?yōu)闄C械功[1],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(chuàng)造能量和消滅能量的可能性,第二定律闡明了過程進(jìn)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(shè)想制造一種能從單一熱源取熱,使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)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(xué)第一定律,但卻違反熱力學(xué)第二定律。有人曾計算過,地球表面有10億立方千米的海水,以海水作單一熱源,若把海水的溫度哪怕只降低O.25度,放出熱量,將能變成一千萬億度的電能足夠全世界使用一千年。但只用海洋做為單一熱源的熱機是違反上述第二種講法的,因此要想制造出熱效率為百分之百的熱機是絕對不可能的。 ③從分子運動論的觀點看,作功是大量分子的有規(guī)則運動,而熱運動則是大量分子的無規(guī)則運動。顯然無規(guī)則運動要變?yōu)橛幸?guī)則運動的幾率極小,而有規(guī)則的運動變成無規(guī)則運動的幾率大。一個不受外界影響的孤立系統(tǒng),其內(nèi)部自發(fā)的過程總是由幾率小的狀態(tài)向幾率大的狀態(tài)進(jìn)行,從此可見熱是不可能自發(fā)地變成功的。 ④熱力學(xué)第二定律只能適用于由很大數(shù)目分子所構(gòu)成的系統(tǒng)及有限范圍內(nèi)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(jù)熱力學(xué)第零定律,確定了態(tài)函數(shù)——溫度; 根據(jù)熱力學(xué)第一定律,確定了態(tài)函數(shù)——內(nèi)能和焓; 根據(jù)熱力學(xué)第二定律,也可以確定一個新的態(tài)函數(shù)——熵。可以用熵來對第二定律作定量的表述。
