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      熱力學三定律

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      熱力學三定律

      公主 馬老師

      發布日期:2016-07-04 16:41:38

      熱力學第一定律是能量守恒定律。 熱力學第二定律有幾種表述方式: 克勞修斯表述為熱量可以自發地從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體,但不可能自發地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體;開爾文-普朗克表述為不可能從單一熱源吸取熱量,并將這熱量完全變為功,而不產生其他影響。以及熵增表述:孤立系統的熵永不減小。 熱力學第三定律通常表述為絕對零度時,所有純物質的完美晶體的熵值為零, 或者絕對零度(T=0)不可達到。

      第一定律

      熱力學第一定律也就是能量守恒定律。自從焦耳以無以辯駁的精確實驗結果證明機械能、電能、內能之間的轉化滿足守恒關系之后,人們就認為能量守恒定律是自然界的一個普遍的基本規律。
      內容
      一個熱力學系統的內能U增量等于外界向它傳遞的熱量Q與外界對它做功A的和。(如果一個系統與環境孤立,那么它的內能將不會發生變化。)
      符號規律
      :熱力學第一定律的數學表達式也適用于物體對外做功,向外界散熱和內能減少的情況,因此在使用:△E=-W+Q時,通常有如下規定:
      ①外界對系統做功,A>0,即W為正值。
      ②系統對外界做功,A<0,即W為負值。
      ③系統從外界吸收熱量,Q>0,即Q為正值
      ④系統從外界放出熱量,Q<0,即Q為負值
      ⑤系統內能增加,△U>0,即△U為正值
      ⑥系統內能減少,△U<0,即△U為負值
      理解
      從三方面理解
      1.如果單純通過做功來改變物體的內能,內能的變化可以用做功的多少來度量,這時系統內能的增加(或減少)量△U就等于外界對物體(或物體對外界)所做功的數值,即△U=A
      2.如果單純通過熱傳遞來改變物體的內能,內能的變化可以用傳遞熱量的多少來度量,這時系統內能的增加(或減少)量△U就等于外界吸收(或對外界放出)熱量Q的數值,即△U=Q
      3.在做功和熱傳遞同時存在的過程中,系統內能的變化,則要由做功和所傳遞的熱量共同決定。在這種情況下,系統內能的增量△U就等于從外界吸收的熱量Q和外界對系統做功A之和。即△U=A+Q
      符號規律
      :熱力學第一定律的數學表達式也適用于物體對外做功,向外界散熱和內能減少的情況,因此在使用:△E=-W+Q時,通常有如下規定:
      ①外界對系統做功,A>0,即W為正值。
      ②系統對外界做功,A<0,即W為負值。
      ③系統從外界吸收熱量,Q>0,即Q為正值
      ④系統從外界放出熱量,Q<0,即Q為負值
      ⑤系統內能增加,△U>0,即△U為正值
      ⑥系統內能減少,△U<0,即△U為負值
      理解
      從三方面理解
      1.如果單純通過做功來改變物體的內能,內能的變化可以用做功的多少來度量,這時系統內能的增加(或減少)量△U就等于外界對物體(或物體對外界)所做功的數值,即△U=A
      2.如果單純通過熱傳遞來改變物體的內能,內能的變化可以用傳遞熱量的多少來度量,這時系統內能的增加(或減少)量△U就等于外界吸收(或對外界放出)熱量Q的數值,即△U=Q
      3.在做功和熱傳遞同時存在的過程中,系統內能的變化,則要由做功和所傳遞的熱量共同決定。在這種情況下,系統內能的增量△U就等于從外界吸收的熱量Q和外界對系統做功A之和。即△U=A+Q
      熱力學第二定律有幾種表述方式:
      克勞修斯表述 熱量可以自發地從溫度高的物體傳遞到較冷的物體,但不可能自發地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體;
      開爾文-普朗克表述 不可能從單一熱源吸取熱量,并將這熱量完全變為功,而不產生其他影響。
      關系
      熱力學第二定律的兩種表述(前2種)看上去似乎沒什么關系,然而實際上他們是等效的,即由其中一個,可以推導出另一個。
      熱力學三大定律意義
      熱力學第二定律的每一種表述,揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性,使人們認識到自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性。
      熱力學第二定律 的英文解釋是 熵是趨向于總體增大,比如1L90度水(A)和1L10度水(B)融合,不會是A的溫度增加而 B的溫度減小,因為如此的話,總體的熵增加有限。如果A溫度降但B溫度升高一點,其總體的熵的增加要更大。
      熱力學三大定律微觀意義
      一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行。
      第二類永動機(不可能制成)
      只從單一熱源吸收熱量,使之完全變為有用的功而不引起其他變化的熱機。
      ∵第二類永動機效率為100%,雖然它不違反能量守恒定律,但大量事實證明,在任何情況下,熱機都不可能只有一個熱源,熱機要不斷地把吸取的熱量變成有用的功,就不可避免地將一部分熱量傳給低溫物體,因此效率不會達到100%。第二類永動機違反了熱力學第二定律。
      達到。
      第三定律
      熱力學第三定律通常表述為絕對零度時,所有純物質的完美晶體的熵值為零。 或者絕對零度(T=0K即-273.15℃)不可達到。
      R.H.否勒和E.A.古根海姆還提出熱力學第三定律的另一種表述形式:任何系統都不能通過有限的步驟使自身溫度降低到0K,稱為0K不能達到原理。











               

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