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熱力學(xué)第二定律是誰提出的?主要內(nèi)容是什么

白白 發(fā)布時間:2023-12-21 15:32:12

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

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熱力學(xué)第二定律是誰提出的?

熱力學(xué)第二定律提出者為德國數(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)),把熱理論推至一個更真實更健全的基礎(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。用來給出一個孤立系統(tǒng)的演化方向。說明一個孤立系統(tǒng)不可能朝低熵的狀態(tài)發(fā)展,即不會變得有序。

熵增定律是科學(xué)定律之最,這是愛因斯坦的觀點。能源與材料、信息一樣,是物質(zhì)世界的三個基本要素之一,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,總是不生不滅保持平衡的。熵的概念最早起源于物理學(xué),用于度量一個熱力學(xué)系統(tǒng)的無序程度。熱力學(xué)第二定律,又稱"熵增定律",表明了在自然過程中,一個孤立系統(tǒng)的總混亂度(即"熵")不會減小。

熱力學(xué)第二定律兩種表達方式是什么?

熱力學(xué)第二定律有許多不同的數(shù)學(xué)表述,其中最常見的是基于熵的概念。熵是度量系統(tǒng)無序程度的物理量,可以用來描述自然界中的不可逆過程和可逆過程。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)第二定律最常見的數(shù)學(xué)表述之一,它指出一個理想的熱機的最高效率只取決于溫度,與熱機的具體實現(xiàn)方式無關(guān)??ㄖZ定理可以用一個簡單的數(shù)學(xué)公式來表示:

η = 1 - T2/T1

其中,η表示熱機的效率,T1和T2分別表示工作物質(zhì)在熱源和冷源溫度下的溫度。這個公式表明,一個理想的熱機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的數(shù)學(xué)表述方式,可以用來表述任何過程的物理學(xué)和化學(xué)學(xué)。克勞修斯不等式表明,任何回轉(zhuǎn)過程的總熵增量不可能為零或負值,即所有真實過程的熵增加都大于或等于零。這個定理可以用一個簡單的數(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,以官方最新消息為準。

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