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热力学第二定律的微观解释,微观上如何解释热力学第二定律

2024-08-11 19:27分类: 教育知识 阅读:

1、微观上如何解释热力学第二定律

热力学第二定律的微观解释如下:

高温物体和低温物体中的分子都在做无规则的热运动,但是高温物体中分子热运动的平均速率要大于低温物体,所以在高温物体分子与低温物体分子的碰撞过程中,低温物体分子运动的激烈程度会逐渐加剧,即低温物体的温度升高了;

而高温物体分子运动的激烈程度会减缓,即高温物体的温度降低了,所以从宏观热现象角度来看,热传递具有方向性,总是从高温物体传给低温物体。

换一种角度看,初始状态我们根据温度的高低来区分两个物体,而终了状态两个物体的温度处处相同,无法区别,我们就说系统的无序程度增加了。

同理可知,在通过做功使系统内能增加的过程中,自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程。

热力学第二定律(second law of thermodynamics)

热力学基本定律之一,克劳修斯表述为:热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。开尔文表述为:不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。熵增原理:不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。

在自然过程中,一个孤立系统的总混乱度(即“熵”)不会减小。

热力学第二定律的微观解释,微观上如何解释热力学第二定律

2、热力学第二定律的微观解释

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3、热力学第二定律的两种表述是什么?微观统计意义是什么

热力学第二定律(second law of thermodynamics),热力学基本定律之一,其表述为:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。又称“熵增定律”,表明了在自然过程中,一个孤立系统的总混乱度(即“熵”)不会减小。

克劳修斯表述

不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。

开尔文表述

不可能制成一种循环动作的热机,从单一热源取热,使之完全变为功而不引起其它变化。

孤立系统的一切自发过程均向着其微观状态更无序的方向发展,如果要使系统回复到原先的有序状态是不可能的,除非外界对它做功。另外,微观状态越混乱,则该系统的熵值越大,反之越小。所以说,孤立系统的熵值是永远增加的。

微观意义就是系统总是朝着混乱度增加的方向发展。

4、热力学第二定律的两种表述是什么

热力学第二定律的两种表述如下:

1、克劳修斯表述:热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体,但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体。

2、开尔文普朗克表述:不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响。

从微观统计意义上讲,热运动则是大量分子的无规则运动。无规则运动要变为有规则运动的几率极小,而有规则的运动变成无规则运动的几率大。一个不受外界影响的孤立系统,其内部自发的过程总是由几率小的状态向几率大的状态进行,从此可见热是不可能自发地变成功的。

热力学第二定律还可以表述成熵增加原理:孤立系统的熵永不自动减少,熵在可逆过程中不变,在不可逆过程中增加。这两种表述是等价的,都揭示了自然界的基本规律:一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性,即一切与热现象有关的宏观的自然过程都是不可逆。

热力学第二定律的两种表述看上去似乎没什么关系,然而实际上他们是等效的,即由其中一个,可以推导出另一个。热力学第二定律的每一种表述,揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性,使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。

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