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热力学第二定律是热力学的核心内容,在其演变过程中出现过不同的表述形式,诸如克劳修斯表述及开尔文表述等.
本文拟探讨热力学第二定律主要理论及概念的虚实[1,2],仅供参考.
表1. 热力学第二定律主要理论及概念的虚实
序号 | 名称 | 主要内容或公式 | 备注 | 虚或实 |
(1) | 熵增原理 | dSIso>0,自发; dSIso=0,平衡; dSIso<0,非自发. | 熵增原理为经验定律; 由于计算SAmb时,除热量外,影响因素较多, 熵增原理不适用于封闭系统的单纯绝热过程. | 实 |
(2) | 封闭系统熵变 | dSClo=δQ/T1 | T1代表封闭系统温度 | 实 |
(3) | 封闭系统环境熵变 | dSAmb=[-δQ-δW'+(p-pe)dV]/T2 | T2代表封闭系统环境温度 | 实 |
(4) | G判据 | dG<0,自发; dG=0,平衡; dG>0,非自发; | 应用前提为恒温、恒压及环境不提供有效功. 另G判据为熵增原理的一种特殊情况. | 实 |
(5) | A判据 | dA<0,自发; dA=0,平衡; dA>0,非自发; | 应用前提为恒温、恒容及环境不提供有效功. 另A判据为熵增原理的一种特殊情况. | 实 |
(6) | 卡诺热机效率 | η=[(T1-T2)/T1]× 100% | 卡诺循环每一步都是独立步骤,不涉及功、热转换问题. | 虚 |
(7) | 克劳修斯不等式 | dS≥δQ/T | δQ≡TdS | 虚 |
(8) | 克劳修斯表述 | 不可能将热从低温物体传到高温物体,而不引起其他变化. | 过程是热量必不可少的“载体”,脱离过程谈热量传递方向是没有意义的. | 虚 |
(9) | 开尔文表述 | 不可能从单一热源取出热使之完全变为功,而不发生其他的变化. | 恒温、恒压条件下, 由δQp≡TdS、dH=δQp+ δW'及δW'=dG可得 δQp=dH-dG 不同形式能量不能直接转换. | 虚 |
参考文献
[1]余高奇. 热力学第一定律研究. http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666. 科学网博客, 2021, 8.
[2] 余高奇. 热力学第二定律研究. http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666. 科学网博客, 2021, 8.
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