熱力學三大定律與熵

2021-07-24 12:06:43 字數 947 閱讀 8969

第二定律:然能量可以轉化,但是無法100%利用。在轉化過程中,總是有一部分能量會被浪費掉。

寫成公式就是:能量的總和 = 有性能量 + 無性能量;

「有性能量」指的是,可以被利用的能量;」無性能量」指的是,無法再利用的能量,又稱為熵。所以,熵就是系統中的無性能量。

考慮到宇宙的能量總和是乙個常量,而每一次能量轉化,必然有一部分」有性能量」變成」無性能量」(即」熵」),因此不難推論,有性能量越來越少,無性能量越來越多。直到有一天,所有的有性能量都變成無性能量,那時將不再有任何能量轉化,這就叫宇宙的」熱寂」(heat death)。所以,熱力學第二定律的乙個重要推論就是:熵永遠在增加。

永動機

不消耗能量而能永遠對外做功的機器,它違反了能量守恆定律,故稱為「第一類永動機」。

在沒有溫度差的情況下,從自然界中的海水或空氣中不斷吸取熱量而使之連續地轉變為機械能的機器,它違反了熱力學第二定律,故稱為「第二類永動機」

熱力學第二定律只是定義了」熵」,沒有解釋」熵」的產生原因:為什麼總是有一部分能量無法再利用?

2023年,奧地利物理學家玻爾茲曼(ludwig boltzmann)對」熵」做出了令人信服的解釋。

他認為,任何粒子的常態都是隨機運動,也就是」無序運動」,如果讓粒子呈現」有序化」,必須耗費能量。所以,能量可以被看作」有序化」的一種度量。熱力學第二定律實際上是說,當一種形式的」有序化」轉化為另一種形式的」有序化」,必然伴隨產生某種」無序化」。一旦能量以」無序化」的形式存在,就無法再利用了,除非從外界輸入新的能量,讓無序狀態重新變成有序狀態。

「熵」就是」無序化」的度量。考慮到」無序化」代表著混亂(實質是隨機運動),可以得到三個重要結論:

熱力學定律及定理

4.熱力學第三定律 5.熵增加原理 定理如果物體a和b分別與處於確定狀態的物體c處於熱平衡狀態,那麼a和b之間也就處於熱平衡。q w eq w e q w e 系 統從 外界吸收 的熱量,一部分用 於系統對 外做功,另一部分 用來增加 系統的內 能。系統從外界吸收的熱量,一部分用於系統對外做功,另一...

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1.摩爾定律 最早是由英特爾公司創始人戈登 摩爾 gordon moore 博士提出。摩爾定律的主要內容是 每18個月計算機等it產品的效能會翻一番 或者說相同的效能的計算機等it產品,每18個月價錢會降一半。2.安迪 比爾定律 即比爾要拿走安迪所給的 what andy gives,bill ta...

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