余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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热力学第二定律的虚与实

已有 1810 次阅读 2022-8-21 10:12 |系统分类:观点评述

       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.

(2)封闭系统熵变dSClo=δQ/T1T1代表封闭系统温度
(3)封闭系统环境熵变dSAmb=[-δQ-δW'+(p-pe)dV]/T2T2代表封闭系统环境温度
(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.

G判据为熵增原理的一种特殊情况.

(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.

A判据为熵增原理的一种特殊情况.

(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.
(7)克劳修斯不等式dSδQ/TδQTdS
(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.
(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,

δQpTdSdH=δQp+

δW'δW'=dG可得 

δQp=dH-dG

不同形式能量不能直接转换.

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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