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热学笔记(二)~~热力学第二定律 :: 星渊小站 #5

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热力学第二定律 # 克劳修斯表述:热量可以自发地从温度高的物体传递到较冷的物体,但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体 开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量,并将这热量完全变为功,而不产生其他影响 熵表述:随时间进行,一个孤立体系中的熵总是不会减少 实际宏观过程的不可逆性 # 可逆过程:系统从一个状态出发,经过某一过程达到另一状态,如果存在另一过程,它能使系统和外界完全复原,即系统回到原来的状态,同时消除了系统对外界引起的一切影响,则原来的过程称为可逆过程 只有理想的无耗散的准静态过程才是可逆过程 Q:可以举几个可逆过程的示例吗? 气体无摩擦、准静态压缩 准静态传热 卡诺循环 Q:我们可以看到你举的例子似乎都有几个共通点 确实,他们都不具有以下两个效应: 耗散效应:焦耳热、磁滞损耗 不平衡效应:有限温差、有限压强差 Q:能举几个不可逆过程吗? 自然是可以的,比如功热转换,通过摩擦时功变成热的过程是不可逆的,其逆过程不能自动发生 比如热传导,热量总是从高温物体传向低温物体,有限温差热传导不可逆 还比如化学反应,你没见过燃烧的东西重新恢复吧 再举一个高深点的例子,电子轨道运动产生的轨道磁矩会产生磁滞损耗,导致能量耗散 总结一下,实际宏观过程都涉及热功转换、热传导和非平衡态向平衡态的转化。所以,一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的 自然的宏观过程的不可逆性相互依存。一种实际过程的不可逆性保证了另一种过程的不可逆性。反之,如果一种实际过程的不可逆性消失了,则其它实际过程的不可逆性也就随之消失了,这是热力学第二定律揭示的宏观过程具有不可逆性 卡诺循环 # 定义 # 工质只和两个恒温热库交换能量的准静态循环 卡诺热机 # 如图所示 不能由实验或观察得出结论的事情,没有讨论价值 ——牛顿的烈焰激光剑