热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述中( )。
热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述中( )。
A、开尔文表述指出了功热转换的过程是不可逆的
B、开尔文表述指出了热量由高温物体传向低温物体的过程是不可逆的
C、克劳修斯表述指出通过摩擦而使功变成热的过程是不可逆的
D、克劳修斯表述指出气体的自由膨胀过程是不可逆的
参考答案:
【正确答案:A】
热力学第二定律表达的是能量传递的单向性。开尔文的表述是:不可能制成-一种循环动作的热机,只从一个热源吸取热量,使之完全变为有用功,而其他物体不发生任何变化。克劳修斯的表述是:热量不能自动地从低温物体传向高温物体。开尔文表述的是功热转换过程中的不可逆性,克劳修斯表述则指出热传导过程中的不可逆性。
热力学第二定律中克劳修斯和卡尔文的表达式分别是什么?
热力学第二定律:克劳修斯表述为热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,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-普朗克表述为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。以及熵增表述:孤立系统的熵永不减小。 热力学第二定律的两种表述是等效的,即由其中一个,可以推导出另一个。
热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述为什么是等效的?
热力学第二定律,表达的是能量传递的单向性(孤立系统熵增大原理).该定律表明,能量的传递是有自发方向的,也就是,虽然能量可以双向传递,但是只有但一方向的传递,才是自发的,也就是不需要外界帮助的. 开尔文的表述是,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,表达的是能量和功之间转换的单向性; 克劳修斯的表述是,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,表达的是内能之间传递的单向性; 其效果都是一样的,也就是能量传递和转换的单向性(用熵来表述,就是孤立系统,也就是与外界完全隔离的系统,其熵值是要增大的)
简述热力学第二定律的两种表述
答案如下:
原则上说热力学第二定律的表述方法可以有无限多种。任何受制于该定律的一种宏观现象都可以作为其表述(而宏观世界发生的所有现象无一例外地要受该规律支配)。第二定律的发现者(克劳修斯和开尔文)首先提出的两种表述一般被视为经典表述。
楼上的第一句就是克劳修斯表述,第二句就是开尔文表述。但需要特别注意这两种表述仅是描述了受制于第二定律的两种典型现象,而不能概括第二定律的所有内涵,尤其不能揭示隐藏在这些现象背后的共同本质。
真正能比较全面、定量地描述这一规律的是熵增加原理:孤立系统或绝热系统的熵永不减小。楼上的第三句话意思相同。
除了上述两种经典表述外,普朗克表述也是比较著名的,“不可能制造一种机器在循环动作中,将一重物提高,而同时使一热库冷却”。薛定谔的名言“生物以负熵为生”也可视为第二定律的一种经典表述。
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。
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