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热力学第二定律是谁提出的?主要内容是什么

白白 发布时间:2023-12-21 15:32:12

很多小伙伴在学习的过程中都接触过热力学第二定律,很多人对它都很感兴趣,想知道最早是谁提出的热力学第二定律?这个定律的主要内容以及数学表述是什么?小编对有关资料也做了一个简单的整理,希望能给有需要的小伙伴一些参考。

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热力学第二定律是谁提出的?

热力学第二定律提出者为德国数学家鲁道夫·尤利乌斯·埃马努埃尔·克劳修斯。

鲁道夫·尤利乌斯·埃马努埃尔·克劳修斯是热力学的主要奠基人之一。他重新陈述了萨迪·卡诺的定律(又被称为卡诺循环),把热理论推至一个更真实更健全的基础。

热力学第二定律主要内容

热力学第二定律一般指熵增原理,指孤立热力学系统的熵不减少,总是增大或者不变。用来给出一个孤立系统的演化方向。说明一个孤立系统不可能朝低熵的状态发展,即不会变得有序。

熵增定律是科学定律之最,这是爱因斯坦的观点。能源与材料、信息一样,是物质世界的三个基本要素之一,而在物理定律中,能量守恒定律是最重要的定律,它表明了各种形式的能量在相互转换时,总是不生不灭保持平衡的。熵的概念最早起源于物理学,用于度量一个热力学系统的无序程度。热力学第二定律,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。

热力学第二定律两种表达方式是什么?

热力学第二定律有许多不同的数学表述,其中最常见的是基于熵的概念。熵是度量系统无序程度的物理量,可以用来描述自然界中的不可逆过程和可逆过程。根据熵的概念,热力学第二定律可以表述为两种形式:卡诺定理和克劳修斯不等式。

1. 卡诺定理

卡诺定理是热力学第二定律最常见的数学表述之一,它指出一个理想的热机的最高效率只取决于温度,与热机的具体实现方式无关。卡诺定理可以用一个简单的数学公式来表示:

η = 1 - T2/T1

其中,η表示热机的效率,T1和T2分别表示工作物质在热源和冷源温度下的温度。这个公式表明,一个理想的热机的最高效率只取决于热源和冷源温度的差异,温度差越大,效率就越高。

2. 克劳修斯不等式

克劳修斯不等式是另外一种常见的数学表述方式,可以用来表述任何过程的物理学和化学学。克劳修斯不等式表明,任何回转过程的总熵增量不可能为零或负值,即所有真实过程的熵增加都大于或等于零。这个定理可以用一个简单的数学式子表示:

ΔS ≥ Q/T

其中,ΔS表示系统和热源之间的总熵变化量,Q表示从热源到系统传递的热量,T表示热源的温度。

注:以上资料仅供参考,如有变动,以官方最新消息为准。

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