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张树凤, 在热力学中千万不能混淆 “热”和 “功”两个最基本概念: 热度 1 jitaowang 2013-7-20 09:43; 作者 : 王季陶热力学的英文名称是 Thermodynamics, 它是指一门 19 世纪的新兴学科所用的名称 , 一直沿用至今 . 最初它中间还带有短横 , 是 Thermo-dynamics. 它是取之于希腊文 θ έ ρμη 中的 “ 热 (thermo)”, 和 δ ύ ναμι ς dynamis 中的 “ 功 ” 两部分所组成 . 虽然我们现在把它翻译成 “ 热力学 ”, 实际上它的当时真正含意是指专门研究 “ 热 (‘thermo’ or ‘heat’)” 和 “ 功 (‘motive power’ or ‘work’)” 以及它们之间相互转换的学科 . 而现在热力学应该是指专门研究能量和能量转换的学科 . 千万不要把这个英文字按照目前的汉英字典翻译成 “ 热 ” 和 “ 动力学 ”. 以下是一段英文维基百科的原文 , 供参考 . The etymology of thermodynamics has an intricate history. It was first spelled in a hyphenated form as an adjective ( thermo-dynamic ) and from 1854 to 1868 as the noun thermo-dynamics to represent the science of generalized heat engines. The components of the word thermodynamics are derived from the Greek words θ έ ρμη therme , meaning heat, and δ ύ ναμι ς dynamis , meaning power. Pierre Perrot claims that the term thermodynamics was coined by James Joule in 1858 to designate the science of relations between heat and power. Joule, however, never used that term, but used instead the term perfect thermo-dynamic engine in reference to Thomson’s 1849 phraseology. By 1858, thermo-dynamics , as a functional term, was used in William Thomson 's paper An Account of Carnot's Theory of the Motive Power of Heat. 由此可见在热力学学科中 “ 热 (heat)” 和 “ 功 (work)” 这两个最基本概念的重要性 ! 可是张树凤 , 你把这两个热力学中最重要的基本概念完全混淆了 . 按照热力学第一定律 , 即能量守恒定律 , “ 热 (heat)” 和 “ 功 (work)” 都是能量的表现形式 , 它们之间可以进行等当量的变换 , 因此你把 “ 热量 Q 1 ” 换成 “ 功 W 1 ”, 或者把 “ 热量 Q 2 ” 换成 “ 功 W 2 ”, 数值上两者的差别似乎不大 . 但是根据热力学第二定律 , “ 热 ” 和 “ 功 ” 是两种完全不同品位的能量表现形式 , 千万不能混淆的 . 例如根据开尔文的热力学第二定律表述 : 不可能从单一热源取热并使热完全转变为功而不产生其他变化 . 说得更通俗一些 , 在摩擦生热的过程中 , “ 功 ” 可以不受限制地转变成 “ 热 ”, 而要把 “ 热 ” 不受限制地转变成 “ 功 ” 是不可能的 . “ 热 (heat)” 和 “ 功 (work)” 两个最基本概念在热力学中是千万不能混淆的 ! 众所周知 , 卡诺的功绩就在于 : 把一个可能是很庞大的蒸汽机 ( 一种热机 heat engine), 科学地抽象为卡诺循环和卡诺热机 , 见图 1. 图 1. 由此得到了著名的卡诺定理 : “ 所有工作在同温热源与同温冷源之间的热机 , 可逆热机的效率为最大 . h = W/Q 1 ”. 或者说 : “ 所有工作在同温热源与同温冷源之间的可逆热机 , 其效率一定相等 .” 而且一切可逆热机的效率仅仅和高温热源 , 低温热源的两个温度有关 . 卡诺定理的结论是对任何热机 ( 也包括 Stirling 热机 ) 普遍适用的 . 还可以把任意循环或任何热机 ( 也包括 Stirling 热机 ) 更进一步简化为图 2. 图 2. 非常简单明了 . 其中 “ 热机 ” 就是指蒸汽机的热功转换的机械部分 , “ 高温热源 ” 就是指烧煤的蒸汽锅炉部分 , “ 低温热源 ” 就是指冷凝水箱或环境冷却部分 . 因此热机的效率 h 一定是蒸汽机对外所作的功和从蒸汽锅炉取得的热量 Q 1 之比 , 即 h = W/Q 1 . 实际上就是指烧煤的效率 , 烧 1 吨同样品位的煤能够作多少功 . 研究的意义和目的非常明确 . 而现在张树凤 , 你把热力学中 “ 热 (heat)” 和 “ 功 (work)” 两个最基本概念完全混淆起来 , 把 “ 高温热源 ” 和 “ 低温热源 ”, 混称为 “ 外部世界 ( ‘the external world’ or ‘the outside world’)”. 请问一旦失去了 “ 高温热源 ” 和 “ 低温热源 ” 的差别 , 能够对外作功的 “ 热机 ” 只能是不可能得到的永动机 , 而不是 Stirling 热机 . 张树凤 , 你再用 “ 功 (work)” “ W 1 ” 来替换 “ 从蒸汽锅炉取得的热 Q 1 ”, 于是你就把热机的效率 h “ 重新定义 (redefine)” 为 “ h = W/W 1 ”. 请问 , 有什么人看见过烧 “ 功 (work)” 的火车吗 ? 这样你就把 “ 热机 ” 变成了 “ 公鸡 ( 功机 )”, 它还能 “ 生蛋 ” 吗 ? 对不起 , 最后一句话是开玩笑的 . 请不要介意 ! 顺致问候王季陶 2013-7-20; 个人分类: 科学发展|8528 次阅读|2 个评论

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