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大学物理小论文.doc:..大学物理小论文关于热力学第二定律的理解与思考姓名:咼尅强班级:06MM06学号:1120111685在发现热力学第一定律基础上,说明了一切的热力学过程必须遵守能量守恒和转换定律,但是不是满足了能量守恒定律的过程就一定能够进行。人们经行了大量的实验,其实验结果表明,实际中自发进行热力学过程都具有方向性,并不是满足能量守恒定律就一定能够自然发生。于是,在这种情况下,热力学第二定律渐渐的浮出水面,绽放出它耀眼夺目的光彩。自然界的一切实际热力学过程都是按一定的方向进行的,反方向的逆过程是不可能自动进行的。在一定条件下不需要外来作用,任其自然就能自动发生的过程,称为自发过程。例如热由高温物体传给低温物体,锌片放入硫酸铜溶液中后铜就析出,气体向真空膨胀,导体中的电流从高电势端流向低电势端,水从高水位流向低水位等等,都是自发过程。而那些需要借助外来作用才能发生的过程,称为非自发过程。例如电解水产生氢气和氧气,需要环境対系统做电功,就是非自发过程。从表面来看,似乎各种不同的自发过程有着不同的决定因素。例如热总是自发地由高温物体传向低温物体,直到两物体的温度相等为止,温度是决定过程方向和限度的因素。导体中的电流总是自发地从高电势端流向低电势端,直到导体中各处的电势都相等为止,电势是决定过程方向和限度的因素。水总是自发地从高水位流向低水位,直到各处水位都相等为止,水位高低是决定过程方向和限度的因素。气体总是自发地从高压处流向低压处,直到系统中各处的压力都相等为止,压力是决定过程方向和限度的因素。在人们大量的实验基础上,人们总结出自然过程的方向性,分别是功热转换的方向性,热传导的方向性,气体绝热自由膨胀的方向性。(1)实际中,功全部转化成热的过程是可以自发进行的,但唯一效果是热全部转化为功的过程是不可能发生的。(2)热传导的方向性。两个温度不同的物体相接触,热量可以自动地从高温物体传向低温物体,直到达到温度相等的热平衡态。此过程的逆过程却不能够自发的进行,即热量不能自动地从低温物体传向高温物体,从而使高温物体温度的更高,低温物体的温度更低,虽然这样的传递不违反能量守恒定律。(3)气体绝热自由膨胀的方向性。即气体可以自发的向真空膨胀从而占据更大的体积的状态自动地收缩到体积较小的状态而不引起其他变化。我们通过以上三个实际的热力学过程的方向性的讨论,归纳得到一个普遍性的结论,即热力学过程都是按一定的方向进行的,即不可逆,其逆过程是不能自动发生的。我们可以通过实验装置证明热传导的不可逆性和功变热的不可逆性是相互依存的。同样可以证明,理想气体绝热自由膨胀的不可逆性和功变热的不可逆性也是等价的。总之,各种宏观自然过程的不可逆性都是相互联系的,只需要承认一种宏观自然过程的不可逆,就可以论证其他宏观自然过程的不可逆性。德国科学家克劳修斯(Clausius)在1865年提出“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。”开尔文在1851提出的不可能从单一热源取热,使之完全变为功而不引起其它变化。在克劳修斯的讲法中,指出了在自然条件下热量只能从高温物体向低温物体转移,而不能由低温物体自动向高温物体转移,也就是说在自然条件下,这个转变过程是不可逆的。要使热传递方向倒转过来,只有靠消耗功来