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  • 1 # 王小佳的慧慧

    熱力學第二定理所說的熱量,是指某一個物體所含有的全部熱量。如果全部熱量都轉化為功了,它的溫度不就是絕對0度了嗎?事實上,沒有絕對0度的物體存在的,所以,功可以完全轉化為熱量,熱量不能完全轉化為功。證明:第二定律開爾文表述:不可能從單一熱源取熱,把它全部變為功而不產生其他任何影響。從上述表達可以看出:只有在不產生其它影響的條件下,從單一熱源吸熱全部變功才是不可能的(被客觀規律所禁止的)。也就是說第二定律並不禁止下列情形:存在其他變化時,熱全部變功。或者說:“從單一熱源取熱,把它全部變為功”並非不可能,但只有在發生其他變化時,才能實更恰當的例子是理想氣體等溫膨脹,明顯過程中氣體將從外界(單一熱源,即一個恆溫熱源)吸取的熱量全部變為有用功推動活塞工作。這一過程中發生了其它變化,即氣體體積、壓強的變化。第二定律並不限制這樣的過程的發生。要正確理解開爾文表述需要注意兩點:1.單一熱源的概念2.不產生其它影響的意義:它實際上隱含了做功系統的狀態不變,即系統必須經歷一個迴圈過程。請進一步理解。做了這樣的理解後,開表述也可改為:系統不可能在一個迴圈中,將一恆溫熱源的內能取出一部分,並將這部分能量完全轉為功或機械能。請思考為何開表述中要規定單一熱源。我們經常聽到這樣的表達:機械能可以無條件轉為內能,而內能不可無條件轉為機械能。這也是一種正確的表達。這句話的抽象性很高,意思是說,在自然界中發生的機械運動都有自發的變為熱運動的趨勢,如果外界不加干預,最終都會變成熱運動(實際過程中摩擦處處存在);反過來,要使熱運動變為機械運動也並非完全沒有可能,但外界必須加以某種干預才能變為現實。對於一個孤立系統,外界不存在任何干預,在此情形下,系統內所有形式的運動(不限於機械運動)終將變為熱運動。在這個系統中,內能永遠也不會變其它能。請注意:上面的說法並不否認系統中有一部分的內能可以轉為功,但要使這個過程發生,系統的其它部分必然要付出更大的代價,即其他部分必然同時發生功變內能。總的來看整個孤立系統中不會有淨的內能變功,只會有淨的功變內能。

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