鐵之狂傲

標題: 熱力學 [列印本頁]

作者: 小PK 時間: 06-9-14 20:35
標題: 熱力學
關於熱力學3定律
請問有誰可以告訴我謝謝

作者: x94fujo6 時間: 06-9-15 21:05
熱力學系統是進行熱力學分析的對象，可分成三種：

孤立系統(isolated system)：系統和外界(系統以外)沒有能量與質量的交換。
封閉系統(closed system)：系統和外界有能量交換,但沒有質量交換。
開放系統(open system)：系統和外界有能量和質量的交換。
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熱力學第零定律於1930年由福勒(R.H.Fowler)正式提出，比熱力學第一定律和熱力學第二定律晚了80余年。雖然這條定律很晚才提出，但實際上人們很早就已經開始使用它了。因為它是後面幾個定律的基礎，在邏輯上應該排在最前面，所以叫做熱力學第零定律。
熱力學第零定律的表述是：
如果兩個熱力學系統中的每一個都與第三個熱力學系統處於熱平衡，那麼它們也必定處於熱平衡。
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熱力學第一定律(歷史上也叫能量不滅原理)是能量守恆定律的一種特殊情況，有多種闡述方式，總的來說是論述系統的能量特性。而其核心是：熱可以由一種形式能量轉另一種能量形式，但絕不會消失。

1.物體內能的增加等於物體吸收的熱量和對物體所作的功的總和.
2.系統在絕熱狀態時，功只取決於系統初始狀態和結束狀態的能量，和過程無關。
3.孤立系統的能量永遠守恆。
4.系統經過絕熱循環，其所做的功為零，因此第一類永動機是不可能的（即不消耗能量做功的機械）。
5.兩個系統相互作用時，功具有唯一的數值，可以為正、負或零。

能量守恆定律指的是一個系統能量的改變總是等於該系統輸入和輸出能量的差值。能量守恆定律是物理學中最基本的定律之一。它表明能量既不會被創生，也不會被消滅，而只會從一種形式轉化為另一種形式，總量保持不變。能量守恆是時間平移不變性的體現。

1.保守力學系統：在只有保守力做功的情況下，系統能量表現為機械能（動能和勢能），能量守恆具體表達為機械能守恆定律。
2.熱力學系統：能量表達為內能，熱量和功，能量守恆的表達形式是熱力學第一定律。
3.相對論性力學：在相對論里，質量和能量可以相互轉變。計及質量改變帶來能量變化，能量守恆定律依然成立。歷史上也稱這種情況下的能量守恆定律為質能守恆定律。
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熱力學第二定律
1824年法國工程師薩迪·卡諾(Sadi Carnot)提出了卡諾定理，德國人克勞修斯(Rudolph Clausius)和法國人開爾文(Lord Kelvin)在熱力學第一定律建立以後重新審查了卡諾定理，意識到卡諾定理必須依據一個新的定理，即熱力學第二定律。他們分別於1850年和1851年提出了克勞修斯表述和開爾文表述。這兩種解決在理念上是相通的。

克勞修斯表述
不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。簡言之即是熱永遠從熱處轉到冷處，任何高溫的物體在不受熱的情況下，都會逐漸冷卻。

開爾文表述
不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變為有用功而不產生其他影響。
開爾文表述還可以表述成：第二類永動機不可能造成。
永動機是不需外界輸入源、能量便能夠不斷運動的機械。因為熱的本質乃粒子運動時所產生的能量，換言之，沒有外界輸入能源、能量，粒子最終都會慢慢的停頓下來，繼而不再產生熱能。
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熱力學第三定律是對熵的論述。熱力學第三定律認為，當一個系統趨近於絕對零度時(即攝氏-273度)，系統的熵變化率乃零。

簡單而言，在任何能量在由一種形轉為另一種形式過程中，都總會有一部分能量會失去，並非100%原原本本地轉化。而量度能量轉化過程中失去的能量有多少，一般都是以熵值顯示。由於能量在形式轉換過程中必有能量消失，所以在這個過程中，熵總是會增加。由於在趨近於絕對溫度零度時基本上可說差不多沒有粒子運動的能量，所以在這個狀態下，亦不會有熵的變化，這樣的熵變化率自然是零。
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絕對零度即熱力學溫度的理論下限0K（開爾文），相當於攝氏-273.15度(-273.15℃)。

物體的溫度取決於物體內原子和分子的動能。根據麥克斯韋-玻耳茲曼分佈，這些粒子的動能越高，物體的溫度就越高。理論上來說，如果粒子的動能已經降低到根據量子力學原則不能更低的程度，物體即達到絕對零度。實驗上，絕對零度永遠無法達到，但可無限逼近；而物體的溫度亦不可能低過絕對溫度零度，即不能低過-273.15度。
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[ 本文最後由 x94fujo6 於 06-9-15 09:06 PM 編輯 ]

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