熱力學第二定律是什麼

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在熱力學中有三大基本定律,其中熱力學第二定律又被稱爲熵增原理。它的意思是不可逆熱力過程中熵的微增量總是大於零。在自然過程中,一個孤立系統的熵不會減小。

熱力學第二定律是什麼

熱力學第二定律克勞修斯的表述是,不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化;而開爾文也從能量的角度表述爲,不可能製成一種循環動作的熱機,從單一熱源取熱,使之完全變爲功而不引起其它變化,也就是第二類永動機不可能實現。

生活中常見的,兩節不同溫度的鐵棒放在一起,熱的鐵棒會將溫度傳給冷的,最後達到相同溫度。這種現象就是遵循了熱力學第二定律。


什麼是熱力學第二定律?

熱力學第二定律也是熵增定律。一個封閉的環境中,熵是不斷增加的,秩序是從有序到無序的。很多企業現在在企業管理的核心理念會用到熱力學第二定律,比如華爲的熵減文化。

一滴可溶於水的墨水滴在水裏,墨水會迅速均勻散開。一熱一冷的兩個鐵塊貼在一起,熱的鐵塊會迅速將熱量傳導給冷的鐵塊,最終達到相同的溫度。

爲什麼墨水滴進水裏後,沒有分佈成其他特殊形狀,也不會變回原來的墨水滴? 而兩個鐵塊也不會出現熱的更熱,冷的更冷,或交替變熱的情況呢?

就像蘋果是掉到地上,而不是飛到天上一樣,這種看起來理所應當的現象,背後往往隱藏着我們這個世界最基本的規律。我們剛剛提到的墨水和鐵塊的例子,所遵循的就是熱力學第二定律,也就是我們今天的主題。

我們都知道,我們生活的世界,是由一個個做無規則運動的微小粒子組成的。粒子們運動得越劇烈,它們組成的物體溫度越高。

而一熱一冷的兩個鐵塊,高溫鐵塊內部的鐵原子運動劇烈,低溫鐵塊內部鐵原子運動相對溫和。那麼,高溫鐵塊把熱量傳到低溫鐵塊,使兩個鐵塊中鐵原子運動的劇烈程度趨近,這就是符合熱力學第二定律的。

克勞修斯對熱力學第二定律的表述,說的就是熱量從高溫到低溫這種溫度傳導的方向性。

而熱力學第二定律真正的內涵,並不僅僅是熱量傳導的方向性,而是一個頗有哲學意味的結論—— 事物會自發地向混亂、無序的方向發展。

我們剛纔說到的鐵塊一冷一熱,本身就是一種秩序,兩個鐵塊最終變成相同溫度,其實也就是打破了原來的秩序;同樣的,一滴墨水和一杯清水,也是一種秩序,墨水滴到水裏散開,也就是打破了秩序,向混亂和無序發展。

如果我們再深究一步,這個所謂的“定律”到底是爲什麼呢?

宇宙真的就毫無理由地偏愛混,偏愛無序嗎?

想回答這背後真正的奧祕,需要用統計學的工具。

我們來做一個有趣的數學 遊戲 。想象你面前有兩個箱子,你手裏有四個小球,可以將每個球放到任意一個箱子裏。每次放球,都是完全獨立的,隨機的。

通過簡單的計算就會發現,四個球全都裝在箱子A或B的概率,各是1/16一三分,或三一分的概率則各是4/16兩個箱子各有2個球的概率是6/16。

可以看出來,兩個箱子裏球的數量,有較大的概率是接近的,較小概率會相差很大。如果我們將球的總數不斷增加,會越來越明顯地看到這個趨勢。

……

不難想象,如果小球數量極大極大,那麼在兩個箱子的均勻分佈,就幾乎是一個必然事件。

以上,就是我們所做的數學 遊戲 。

現在我們聯想一下開頭的那個實驗。滴入水中的顏料分子,就是數量巨大的“小球”,這些小球在水杯中的運動接近於完全隨機,而水杯中的不同區域,就是一個個虛擬的“箱子”。

基於我們以上的計算, 任意在水杯中選取兩個體積相同的區域,顏料分子有極大的概率在這兩個區域的分佈量基本相等。 這也解釋了我們開頭所說的,墨水爲什麼會在水中均勻散開。

因此, 從統計學角度來說,並不是我們的世界偏愛混亂和無序,而是混亂和無序本身,有更大概率存在。

所以說,鬥地主老摸到一串電話號碼,也是因爲這種情況的概率本身就更大。以後你再摸一手爛牌,就別怪人家洗牌的了,其實這都是數學的套路呀!

希望我的回答對您有所幫助。

熱力學第二定律是闡明與熱現象相關的各種過程進行的方向、條件及限度的定律。 熱力學第二定律指明瞭自然界的熱功轉化中的普遍規律,

熱力學第二定律有兩種表述

1、按傳熱的方向性表述:熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體。

2、按機械能和內能的轉化方向性表述:不可能從單一熱庫吸收熱量,使之完全變成功,而不產生其他影響。

以上兩種表述是等價的,都揭示了自然界的基本規律:一切與熱現象有關的宏觀過程都具有方向性,即一切與熱現象有關的宏觀的自然過程都是不可逆的

熱力學第二定律說明第二類永動機是不可能實現,即不可能從單一熱庫吸收熱量全部用來對外做功。

熱力學第二定律是什麼 內容是什麼

1、熱力學第二定律(second law of thermodynamics),熱力學基本定律之一,克勞修斯表述爲:熱量不能自發地從低溫物體轉移到高溫物體。開爾文表述爲:不可能從單一熱源取熱使之完全轉換爲有用的功而不產生其他影響。熵增原理:不可逆熱力過程中熵的微增量總是大於零。在自然過程中,一個孤立系統的總混亂度(即“熵”)不會減小。

2、1824年,法國工程師薩迪·卡諾提出了卡諾定理。德國人克勞修斯(Rudolph Clausius)和英國人開爾文(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。這兩種表述在理念上是等價的。

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