标题:热力学三大定律
作者:memoriesoff
日期:2010-01-30 21:26
内容:
热力学第一定律
热力学第一定律也就是能量守恒定律。
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能以一种形式转化为别的形式，或者以一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变．表达公式：ΔU=Q＋W表示、热量跟内能改变之间的关系．
热力学第二定律
（描述热量的传递方向）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。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。克劳修斯表述： 不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。开尔文表述还可以表述成：第二类永动机不可能造成。简捷表述：热能不能完全转化为机械能，只能从高温物体传到低温物体。
热力学第三定律
绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零。完美晶体是指系统内部已经处于热力学平衡的晶体 。因此热力学第三定律又可以表述为：对于热力学系统中每一个达成内部平衡的方面来说，它对系统的熵的贡献一定会随热力学温度同趋于零。1940年R.H.否勒和E.A.古根海提出勒热力学第三定律的另一种表述形式：任何系统都不能通过有限的步骤使自身的温度降到0K，成为0K不能达到原理。
#1 熵增加原理 [memoriesoff 01-30 21:27]
1. 热力学第二定律及其数学描述
我们可以观察到大量的不可逆过程：放在空气中的一杯开水把热量传到空气中，最后水温与空气温度一样；但在自然状态下，热量决不会从空气中传到与空气相同（或更高）的水中，使水温升高以至变成开水。一滴蓝墨水滴到一杯清水中，蓝墨水颗粒会自动在水中扩散，最后水的颜色处处均匀，变成一杯淡蓝色的溶液，而这杯淡蓝色的溶液中的蓝墨水颗粒决不会自动凝结为一滴的蓝墨水。这些过程都是不可逆过程，描述不可逆现象或过程自发进行的方向性的规律就是热力学第二定律，热力学第二定律的最常见的经典表述有两种。
克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。即热量不会自动地从低温物体传到高温物体。
开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变成有用的功而不产生其他影响，即热量不能自动地全部变成功。
可以这样说，每一种不可逆过程都可以作为热力学第二定律的一种表述。也正是各种不可逆过程的内在联系，使得热力学第二定律的应用远远超出热功转换的范围，而成为整个自然界的一条基本规律。
注意到不可逆过程是在没有任何外来影响的条件下自发进行的，过程进行的唯一动因在于系统的初态与末态的差别。因此，自发过程进行的方向决定于过程的初态和末态。也就是说，必然存在一个仅与初、末态有关，而与过程无关的态函数，可以用它来表述热力学第二定律，指出宏观自发过程进行的方向。这个态函数就是我们在前面已经讨论过的“熵”。
http://www.wljx.sdu.edu.cn/wlwz/reading/r_infor/b4.files/image002.gif 孤立系统的熵永不减少，这就是 ..
#2 熵 [memoriesoff 01-30 21:31]
物理名词,用温度除热量所得的商,标志热量转化为功的程度 [entropy]
物理意义：物质微观热运动时，混乱程度的标志。
热力学中表征物质状态的参量之一，通常用符号S表示。在经典热力学中，可用增量定义为dS＝(dQ/T)，式中T为物质的热力学温度；dQ为熵增过程中加入物质的热量。下标“可逆”表示加热过程所引起的变化过程是可逆的。若过程是不可逆的，则dS＞(dQ/T)不可逆。单位质量物质的熵称为比熵，记为s。熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。热力学第二定律是根据大量观察结果总结出来的规律，有下述表述方式：①热量总是从高温物体传到低温物体，不可能作相反的传递而不引起其他的变化；②功可以全部转化为热，但任何热机不能全部地、连续不断地把所接受的热量转变为功（即无法制造第二类永动机）；③在孤立系统中，实际发生的过程总使整个系统的熵值增大，此即熵增原理。摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热，使熵增加。热量dQ由高温(T1)物体传至低温(T2)物体，高温物体的熵减少dS1=dQ/T1，低温物体的熵增加dS2=dQ/T2，把两个物体合起来当成一个系统来看，熵的变化是dS＝dS2－dS1＞0，即熵是增加的。
◎ 物理学上指热能除以温度所得的商，标志热量转化为功的程度。
◎ 科学技术上泛指某些物质系统状态的一种量（liàng）度，某些物质系统状态可能出现的程度。亦被社会科学用以借喻人类社会某些状态的程度。
◎ 在信息论中，熵表示的是不确定性的量度。
只有当你所使用的那个特定系统中的能量密度参差不齐的时候，能量才能够转化为功，这时，能量倾向于从密度较高的地方流向密度较低的地方，直到一切都达到均匀 ..
#3 《生命是什么？》序言 [memoriesoff 01-30 21:34]
http://www.bioon.com/popular/discovery/83965.shtml
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