热力学第二定律

Question

如题所述

Answer 1

热力学第二定律是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。

定律说明

热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体（克劳修斯表述）；也可表述为：两物体相互摩擦的结果使功转变为热，但却不可能将这摩擦热重新转变为功而不产生其他影响。

对于扩散、渗透、混合、燃烧、电热和磁滞等热力过程，虽然其逆过程仍符合热力学第一定律，但却不能自发地发生。热力学第一定律未解决能量转换过程中的方向、条件和限度问题，这恰恰是由热力学第二定律所规定的。

被动表述

开尔文表述：不可能从单一热源吸热做功而无环境影响。克劳修斯表述：热量不能从低温传到高温而无环境影响。奥斯特瓦德表述：不存在第二类永动机。

可以利用卡诺热机证明，这三种表述是等价的。

热力学第二定律的两个特性：

1、孤立系统

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，所以热是不可能自发地变成功的。

2、适用于宏观过程

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，也不能把它到无限的宇宙。

也可以说热力学第二定律无法严格证明，否则的话宇宙的重点就是传说中的“热寂说”。有兴趣的可以自行查找看一下。