热力学第二定律
热力学第二定律介绍如下: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。热力学中的三大定律 热力学第一定律热力学第一定律(the first law of thermodynamics)是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律,反映了不同形式的能量在传递与转换过程中守恒。表述为:物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所作的功的总和。即热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。其推广和本质就是著名的能量守恒定律。该定律经过迈尔(J.R.Mayer)、焦耳(J.P.Joule)等多位物理学家验证。十九世纪中期,在长期生产实践和大量科学实验的基础上,它才以科学定律的形式被确立起来。热力学第二定律热力学第二定律(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。热力学第三定律热力学第三定律(The third law of thermodynamics)是热力学的四条基本定律之一,其描述的是热力学系统的熵在温度趋近于绝对零度时趋于定值。而对于完整晶体,这个定值为零。由于这个定律是由瓦尔特·能斯特归纳得出后进行表述,因此又常被称为能斯特定理或能斯特假定。1923年,吉尔伯特·路易斯和梅尔·兰德尔对此一定律重新提出另一种表述。随着统计力学的发展,这个定律正如其他热力学定律一样得到了各方面解释,而不再只是由实验结果所归纳而出的经验定律。这个定律有适用条件的限制,虽然其应用范围不如热力学第一、第二定律广泛,但仍对很多学门有重要意义——特别是在物理化学领域。
热力学第二定律
热力学第二定律指出在自然界中任何的过程都不可能自动地复原,要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用。资料扩展: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。1824年,法国工程师萨迪·卡诺提出了卡诺定理。德国人克劳修斯(Rudolph Clausius)和英国人开尔文(Lord Kelvin)在热力学第一定律建立以后重新审查了卡诺定理,意识到卡诺定理必须依据一个新的定理,即热力学第二定律。他们分别于1850年和1851年提出了克劳修斯表述和开尔文表述。这两种表述在理念上是等价的。英国物理学家开尔文(原名汤姆逊)在研究卡诺和焦耳的工作时,发现了某种不和谐:按照能量守恒定律,热和功应该是等价的,可是按照卡诺的理论,热和功并不是完全相同的,因为功可以完全变成热而不需要任何条件,而热产生功却必须伴随有热向冷的耗散。他在1849年的一篇论文中说:“热的理论需要进行认真改革,必须寻找新的实验事实。”同时代的克劳修斯也认真研究了这些问题,他敏锐地看到不和谐存在于卡诺理论的内部。他指出卡诺理论中关于热产生功必须伴随着热向冷的传递的结论是正确的,而热的量(即热质)不发生变化则是不对的。克劳修斯在1850年发表的论文中提出,在热的理论中,除了能量守恒定律以外,还必须补充另外一条基本定律:“没有某种动力的消耗或其他变化,不可能使热从低温转移到高温。”这条定律后来被称作热力学第二定律。
热力学第二定律是什么? 如题.
在19世纪早期,不少人沉迷于一种神秘机械——第一类永动机的制造,因为这种设想中的机械只需要一个初始的力量就可使其运转起来,之后不再需要任何动力和燃料,却能自动不断地做功.在热力学第一定律提出之前,人们一直围绕着制造永动机的可能性问题展开激烈的讨论.
直至热力学第一定律发现后,第一类永动机的神话才不攻自破.
热力学第一定律是能量守恒和转化定律在热力学上的具体表现,它指明:热是物质运动的一种形式.这说明外界传给物质系统的能量(热量),等于系统内能的增加和系统对外所作功的总和.它否认了能量的无中生有,所以不需要动力和燃料就能做功的第一类永动机就成了天方夜谭式的设想.
热力学第一定律的产生是这样的:在18世纪末19世纪初,随着蒸汽机在生产中的广泛应用,人们越来越关注热和功的转化问题.于是,热力学应运而生.1798年,汤普生通过实验否定了热质的存在.德国医生、物理学家迈尔在1841?843年间提出了热与机械运动之间相互转化的观点,这是热力学第一定律的第一次提出.焦耳设计了实验测定了电热当量和热功当量,用实验确定了热力学第一定律,补充了迈尔的论证.
在热力学第一定律之后,人们开始考虑热能转化为功的效率问题.这时,又有人设计这样一种机械——它可以从一个热源无限地取热从而做功.这被称为第二类永动机.
1824年,法国陆军工程师卡诺设想了一个既不向外做工又没有摩擦的理想热机.通过对热和功在这个热机内两个温度不同的热源之间的简单循环(即卡诺循环)的研究,得出结论:热机必须在两个热源之间工作,热机的效率只取决与热源的温差,热机效率即使在理想状态下也不可能的达到100%.即热量不能完全转化为功.
1850年,克劳修斯在卡诺的基础上统一了能量守恒和转化定律与卡诺原理,指出:一个自动运作的机器,不可能把热从低温物体移到高温物体而不发生任何变化,这就是热力学第二定律.不久,开尔文又提出:不可能从单一热源取热,使之完全变为有用功而不产生其他影响;或不可能用无生命的机器把物质的任何部分冷至比周围最低温度还低,从而获得机械功.这就是热力学第二定律的“开尔文表述”.奥斯特瓦尔德则表述为:第二类永动机不可能制造成功.
在提出第二定律的同时,克劳修斯还提出了熵的概念S=Q/T,并将热力学第二定律表述为:在孤立系统中,实际发生的过程总是使整个系统的熵增加.但在这之后,克劳修斯错误地把孤立体系中的熵增定律扩展到了整个宇宙中,认为在整个宇宙中热量不断地从高温转向低温,直至一个时刻不再有温差,宇宙总熵值达到极大.这时将不再会有任何力量能够使热量发生转移,此即“热寂论”.
为了批驳“热寂论”,麦克斯韦设想了一个无影无形的精灵(麦克斯韦妖),它处在一个盒子中的一道闸门边,它允许速度快的微粒通过闸门到达盒子的一边,而允许速度慢的微粒通过闸门到达盒子的另一边.这样,一段时间后,盒子两边产生温差.麦克斯韦妖其实就是耗散结构的一个雏形.
1877年,玻尔兹曼发现了宏观的熵与体系的热力学几率的关系S=KlnQ,其中 K为 玻尔兹曼常数.1906年,能斯特提出当温度趋近于绝对零度 T→0 时,△S / O = 0 ,即“能斯特热原理”.普朗克在能斯特研究的基础上,利用统计理论指出,各种物质的完美晶体,在绝对零度时,熵为零(S 0 = 0 ),这就是热力学第三定律.
热力学三定律统称为热力学基本定律,从此,热力学的基础基本得以完备.
热力学第二定律的实质
热力学第二定律是热力学的基本定律之一,其基本内容为热量不能自发地从低温物体转移到高温物体,实质上就是说热运动过程使不可逆的。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。 热力学第二定律指出在自然界中任何的过程都不可能自动地复原,要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用,由此可见,热力学系统所进行的不可逆过程的初态和终态之间有着重大的差异,这种差异决定了过程的方向,人们就用态函数熵来描述这个差异,从理论上可以进一步证明:可逆绝热过程Sf=Si,不可逆绝热过程Sf>Si,式中Sf和Si分别为系统的最终和最初的熵。 在孤立系统内对可逆过程,系统的熵总保持不变;对不可逆过程,系统的熵总是增加的,这个规律叫做熵增加原理,也是热力学第二定律的又一种表述。熵的增加表示系统从几率小的状态向几率大的状态演变,也就是从比较有规则、有秩序的状态向更无规则,更无秩序的状态演变。熵体现了系统的统计性质。
根据热力学第二定律,下列说法正确的是( )A.热量可以从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传
A、B、根据热力学第二定律的表述:热量不可能自发的从高温物体传向低温物体.但是在外界影响的情况下热量也可以从低温传向高温,比如空调,故A错误,B正确.C、D、热力学第二定律的一种表述为: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,机械能可以全部转化为内能,但内能不可能全部转化为机械能;故C正确,D错误.故选:BC.
什么是热力学第二定律?
热力学第二定律是阐明与热现象相关的各种过程进行的方向、条件及限度的定律。热力学第二定律指明了自然界的热功转化中的普遍规律,即热不可能全部转化为功,而不引起其它变化。热力学第二定律,指出了热功转化的效率的问题。即,热机的效率不可能达到100%. 所以常说的“第二类永动机无法实现”中的第二类永动机就是指热机效率为100%的热机。扩展资料热力学第二定律是从经验中得到的,它有几种表述方式。一般的表述为:任何一个宏观过程向相反方向进行而不引起其它变化是不可能的。我们来看一下其它的表述方式:1850年克劳修斯根据热传导的逆过程的不可能性提出:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化;1851年开尔文根据摩擦生热的逆过程不可能性提出一个说法:不可能从单一热源取热使它全部变成功而不引起其它变化;奥斯特瓦尔德提出另外一个重要的说法:第二类永动机是不可能实现的。所谓的第二类永动机是指一个热机仅从单一热源吸收热而转变成功,而无其它变化。参考资料来源:百度百科-热力学定律
什么是热力学第二定律?
要理解化学反应过程中的热力学与动力学现象,首先要明白反应热力学和动力学不是分割开来的,两者是相辅相成,动力学的研究必须以热力学计算结果为前提条件,而热力学必须与动力学相结合才能完整的解决物理-化学反应的实际问题。热力学研究的关注点在于一个反应能否发生,在什么样的条件下才能发生,所以熵增原理和吉布斯自由的判据在热力学研究领域扮演着无法撼动的位置,一般可以简单的认为反应吉布斯自由能大于5时该反应是无法自发进行,而当吉布斯小于-5时可以认为反应可以自发进行,当然这个论断并不代表一个反应绝对不能发生或者绝对可以发生,举一个例子,水分解为氢气和氧气的反应吉布斯自由能远大于零,但是通过控制反应条件比如电解,就可以实现该反应的发生,类似的还有活泼金属的氧化物还原,所以热力学只是一个判据趋势,化学反应从本质上的解释应该要从能量势或者化学势来解释,比如催化剂的作用就是降低反应势能等等。接下来再说说动力学,顾名思义就是研究化学动态过程的内容,动力学方面就相对复杂很多,有着各种反应模型,一阶反应,二阶反应等等,包括大名鼎鼎的阿伦尼乌斯定律的适用,总之动力学研究的关注点是时间,如果说热力学限制了反应上限和反应的静态过程(准确的说是准静态)那么动力学则决定了反应达到这个上限的时间以及在这段时间内的反应状态方程,用有限元分析的角度来看就是热力学研究的是稳态,而动力学研究的是瞬态。人类在工业化工发展过程充斥着对反应热力学和动力学的挑战和无奈,高中化学课本里的两大内容铁的还原和氨的制备则非常生动的描述了热力学和动力学在现代化工的作用,自从人们真正的理解了热力学和动力学的本质,高耸入云的铁还原器就显得相当的幼稚
热力学第二定律是什么 内容是什么
1、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。
2、1824年,法国工程师萨迪·卡诺提出了卡诺定理。德国人克劳修斯(Rudolph Clausius)和英国人开尔文(Lord Kelvin)在热力学第一定律建立以后重新审查了卡诺定理,意识到卡诺定理必须依据一个新的定理,即热力学第二定律。他们分别于1850年和1851年提出了克劳修斯表述和开尔文表述。这两种表述在理念上是等价的。
热力学第二定律的两种表述是什么
热力学第二定律的两种表述如下:1、克劳修斯表述: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。2、开尔文普朗克表述:不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响。从微观统计意义上讲,热运动则是大量分子的无规则运动。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。热力学第二定律还可以表述成熵增加原理:孤立系统的熵永不自动减少,熵在可逆过程中不变,在不可逆过程中增加。这两种表述是等价的,都揭示了自然界的基本规律:一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性,即一切与热现象有关的宏观的自然过程都是不可逆。热力学第二定律的两种表述看上去似乎没什么关系,然而实际上他们是等效的,即由其中一个,可以推导出另一个。热力学第二定律的每一种表述,揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性,使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
热力学第一定律和第二定律的内容
热力学第一定律基本内容是,热可以转变为功,功也可以转变为热;消耗一定的功必产生一定的热,一定的热消失时,也必产生一定的功。热力学第一定律是能量守恒原理的一种表达方式。热力学第二定律,又称“熵增定律”,表明了在自然过程中,一个孤立系统的总混乱度(即“熵”)不会减小。
热力学第一定律和第二定律是科学界公认的宇宙普遍规律。能量守恒定律是说,能量可以由一种形式变为另一种形式,但其总量既不能增加也不会减少,是恒定的。二十世纪初爱因斯坦发现能量和质量可以互变后,此定律改为能质守恒定律。这个定律应用到热力学上,就是热力学第一定律。
热力学第二定律是描述热量的传递方向的:分子有规则运动的机械能可以完全转化为分子无规则运动的热能;热能却不能完全转化为机械能。此定律的一种常用的表达方式是,每一个自发的物理或化学过程总是向著熵(entropy)增高的方向发展。熵是一种不能转化为功的热能。
而熵的改变量等于热量的改变量除以绝对温度,高、低温度各自集中时,熵值很低;温度均匀扩散时,熵值增高。物体有秩序时,熵值低;物体无序时,熵值便增高。现在整个宇宙正在由有序趋于无序,由有规则趋于无规则,宇宙间熵的总量在增加。