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熱力學(xué)第二定律是誰(shuí)提出的?主要內(nèi)容是什么

白白 發(fā)布時(shí)間:2023-12-21 15:32:12

很多小伙伴在學(xué)習(xí)的過(guò)程中都接觸過(guò)熱力學(xué)第二定律,很多人對(duì)它都很感興趣,想知道最早是誰(shuí)提出的熱力學(xué)第二定律?這個(gè)定律的主要內(nèi)容以及數(shù)學(xué)表述是什么?小編對(duì)有關(guān)資料也做了一個(gè)簡(jiǎn)單的整理,希望能給有需要的小伙伴一些參考。

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熱力學(xué)第二定律是誰(shuí)提出的?

熱力學(xué)第二定律提出者為德國(guó)數(shù)學(xué)家魯?shù)婪颉び壤麨跛埂ぐqR努埃爾·克勞修斯。

魯?shù)婪颉び壤麨跛埂ぐqR努埃爾·克勞修斯是熱力學(xué)的主要奠基人之一。他重新陳述了薩迪·卡諾的定律(又被稱為卡諾循環(huán)),把熱理論推至一個(gè)更真實(shí)更健全的基礎(chǔ)。

熱力學(xué)第二定律主要內(nèi)容

熱力學(xué)第二定律一般指熵增原理,指孤立熱力學(xué)系統(tǒng)的熵不減少,總是增大或者不變。用來(lái)給出一個(gè)孤立系統(tǒng)的演化方向。說(shuō)明一個(gè)孤立系統(tǒng)不可能朝低熵的狀態(tài)發(fā)展,即不會(huì)變得有序。

熵增定律是科學(xué)定律之最,這是愛(ài)因斯坦的觀點(diǎn)。能源與材料、信息一樣,是物質(zhì)世界的三個(gè)基本要素之一,而在物理定律中,能量守恒定律是最重要的定律,它表明了各種形式的能量在相互轉(zhuǎn)換時(shí),總是不生不滅保持平衡的。熵的概念最早起源于物理學(xué),用于度量一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的無(wú)序程度。熱力學(xué)第二定律,又稱"熵增定律",表明了在自然過(guò)程中,一個(gè)孤立系統(tǒng)的總混亂度(即"熵")不會(huì)減小。

熱力學(xué)第二定律兩種表達(dá)方式是什么?

熱力學(xué)第二定律有許多不同的數(shù)學(xué)表述,其中最常見(jiàn)的是基于熵的概念。熵是度量系統(tǒng)無(wú)序程度的物理量,可以用來(lái)描述自然界中的不可逆過(guò)程和可逆過(guò)程。根據(jù)熵的概念,熱力學(xué)第二定律可以表述為兩種形式:卡諾定理和克勞修斯不等式。

1. 卡諾定理

卡諾定理是熱力學(xué)第二定律最常見(jiàn)的數(shù)學(xué)表述之一,它指出一個(gè)理想的熱機(jī)的最高效率只取決于溫度,與熱機(jī)的具體實(shí)現(xiàn)方式無(wú)關(guān)??ㄖZ定理可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式來(lái)表示:

η = 1 - T2/T1

其中,η表示熱機(jī)的效率,T1和T2分別表示工作物質(zhì)在熱源和冷源溫度下的溫度。這個(gè)公式表明,一個(gè)理想的熱機(jī)的最高效率只取決于熱源和冷源溫度的差異,溫度差越大,效率就越高。

2. 克勞修斯不等式

克勞修斯不等式是另外一種常見(jiàn)的數(shù)學(xué)表述方式,可以用來(lái)表述任何過(guò)程的物理學(xué)和化學(xué)學(xué)??藙谛匏共坏仁奖砻?,任何回轉(zhuǎn)過(guò)程的總熵增量不可能為零或負(fù)值,即所有真實(shí)過(guò)程的熵增加都大于或等于零。這個(gè)定理可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)式子表示:

ΔS ≥ Q/T

其中,ΔS表示系統(tǒng)和熱源之間的總熵變化量,Q表示從熱源到系統(tǒng)傳遞的熱量,T表示熱源的溫度。

注:以上資料僅供參考,如有變動(dòng),以官方最新消息為準(zhǔn)。

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