热力学第2定律 热力学第二定律例题及讲解

热力学第二定律的三个基本量是什么？

实际上热力学第二定律可以从统计物理学的角度说明。

这三个分别是焓，熵和吉布斯自由能。三者满足deltaG=deltaH-TdeltaS的关系

热力学第2定律 热力学第二定律例题及讲解

热力学第2定律 热力学第二定律例题及讲解

当然分子的热运动剧烈程度不可能真的一致，这是一个统计学的概念，就是说分子热运动剧烈程度本来异很大，而热运动剧烈程度在某一个范围内的分子特别多，占了绝大多数。这时也就是通常所说的达到热平衡了，分子间仍然发生碰撞和分子间作用力作用，但是统计学意义上的分子热运动平均剧烈程度是不变的。

从G，吉布斯自由能开始说，自由能指的是在某一个热力学过程中，系统减少的内能中可以转化为对外做功的部分。G一般是用来判断一个化学反应是否为自发的一个标准，deltaG<0则反应自发，deltaG>0则需要外部的能量来开启这个反应。

H是焓, de总之，科学定律并不能区分前进和后退的时间方向。然而，至少存在有三个时间箭ltaH也就是焓变，这个比较简单指的就是一个反应当中一个系统的热能上的变化

S是熵，deltaS也就是熵变，熵表示一个系统的混乱程度，这个定义其实是比较模糊的，举个简单的例子比如相同条件下一个系统温度上升了，其中粒子运动加快，也就可以说发生了熵增。在热力学第二定律中阐述了：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

诸如热量传递、热功互变、化学反应、燃料燃烧、气体扩散、混合、分离、溶解、结晶、辐射、生物化学、生命现象、信息理论、低温物理、气象以及其他许多领域。

热力学第二定律介绍如下：

热力学中的三大2定是不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功而不引起其他变化。定律

热力学定律

热力学第二定律

热力你所叙述的是一个不可逆过程，也就是说，气体开始体积较小，末态时体积较大，这已经违背了“不产生其它变化”的要求学第三定律

热力学第三定律(The third law of thermodynamics)是热力学的四条基本定律之一，其描述的是热力学系统的熵在温度趋近于零度时趋于定值。而对于完整晶体，这个定值为零。由于这个定律是由·能斯特归纳得出后进行表述，因此又常被称为能斯特定理或能斯特定。1923年，吉尔伯特·斯和梅尔·兰德尔对此一定律重新提出另一种表述。

随着统计力学的发展，这个定律正如其他热力学定律一样得到了各方面解释，而不再只是由实验结果所归纳而出的经验定律。这个定律有适用条件的限制，虽然其应用范围不如热力学、第二定律广泛，但仍对很多学门有重要意义——特别是在物理化学领域。

热力学第零、一、二、三定律分别是什么？

热力学第二定律是什么？

热力学第零定律的语言表述是：

热力学定律（the first law of thermodynamics）是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律，反映了不同形式的能量在传递与转换过程中守恒。表述为：物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所作的功的总和。即热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。

如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，那么它们也必定处于热平衡。

不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，这就是热力学第二定律的克氏表述。几乎同时，开尔文以不同的方式表述了热力学第二定律的内容。

用熵的概念来表述热力学第二定律就是：在封闭系统中，热现象宏观过程总是向着熵增加的方向进行，当熵到达值时，系统到达平衡态。第二定律的数学表述是对过程方向性的简明表述。

用任何方法都不能使系统到达零度。此定律称为热力学第三定律

热力学第二定律是描二、生物学领域述热量的传递方向的：

分子有规则运动的机械能可以完全转化为分子无规则运动的热能；热能却不能完全转化为机械能。此定律的一种常用的表达方式是，每一个自发的物理或化学过程总是向著熵（entropy）增高的方向发展。熵是一种不能转化为功的热能。熵的改变量等于热量的改变量除以温度。高、低温度各自集中时，熵值很低；温度均匀扩散时，熵值增高。物体有秩序时，熵值低；物体无序时，熵值便增高。现在整个宇宙正在由有序趋于无序，由有规则趋于无规则，宇宙间熵的总量在增加。

克劳修斯表述

不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。

热力学第二定律的表达式是什么？

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。

热力学第二定2、解释化学反应的进行：热力学第二定律可以帮助我们理解化学反热力学第二定律（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。应是如何进行的。通过计算反应的焓变和熵变，我们可以预测反应是否会发生以及发生的速率。这对于化学工业中的反应过程控制、催化剂选择等具有重要的指导意义。律的意义：

热力学第二定律的数学表达式表明所有可逆 循环的克劳修斯积分值都等于零，所有不可逆循环的克劳修斯积分值都小于零。故本不等式可作为判断一切任意循环是否可逆的依据。应用克劳修斯不等式还可推出如下的重要结论，即任何系统或工质经历一个不可逆的绝热过程之后，其熵 值必将有所增大。

如何理解热力学第二定律？

宙膨胀而不是收缩的方向。我指出了心理学箭头本质上应和热力学箭头相同。宇宙的无

对于单原子理想气体,其三个平动自由，根据能均分定理，可以知道,每个粒子的平均动能应该为30.5(kb)T，kb是玻尔兹曼常数.则对1mol此种气体，有总动能应为30.5(kb)T(NA)，NA是阿伏伽德罗常数，由于热力学常数R=(kb)(NA)。

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第二定律在有限的宏观系统中也要保证如下条件：进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。

因此，总动能为1.5RT，由于为理想气体,分子间势能为0，因此，气体内能U=1.5RT。之后根据等体热容定义式：CV=dU/dT,将内能代入就有CV=1.5R对于等压热容。

根据定义，为Cp=dH/dT，由焓与内能关系式H=U+pV，将理想气体状态方程pV=nRT代入，则有H=U+nRT，对摩尔热容，有n=1mol，故有H=U+RT=1.5RT+RT，最终可得等压热容为Cp=dH/dT=2.5R。

扩展资料：

热力学定律是能量守恒与转换定律在热现象中的应用， 确定了热力过程中热力系与外界进行能量交换时， 各种形态能量数量上的守恒关系。

热力学第二定律在化学中的重要意义是什么

热力学第二定律(second law of thermodynamics)，热力学基本定律之一，表述如下：

热力学第实际上两种表述是统一的，可以统一叙述为“热量不能自动从低温物体流向高温物体，但是会自动从高温物体流向低温物体。”克劳修斯说法自然包含在其中了，开尔文说法也可以得到解释，即从热源吸热必然有一部分热量要自动流向周围的低温物体，所以要使之完全变为功是不可能的。二定律在化学中的重要意义主要体现在以下几个方面：

热力学第二定律的数学表达式是:ds≥δQ/T。热力学第二定律的数学表达式：ds≥δQ/T，又称克劳修斯不等式。 由克劳修斯不等式知，将体系熵变量的大小与过程热温熵值进行比较就可以判断过场可逆与否。 对于绝热可逆过程，ds=δQ/T=0。热力学第二定律是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。

1、确定反应的方向和限度：热力学第二定律告诉我们，在封闭系统中，自发的过程总是朝着熵增加的方向进行，即向着更加混乱、无序的状态发展。这对于化学反应而言，就意味着反应总是朝着能量降低、物质状态更稳定的方向进行。这为我们确定反应方向和限度提供了理论依据。

关于热力学的相关知识

1、热力学是一门研究热现象的物理学分支，主要关注的是热量、温度和热力学能等概念以及它们之间的相互关系。热力学的基本原理可以归纳为四个基本定律：

2、定律，也称为能量守恒定律，表明能量不能从无中产生，也不能消失，只能从一种形式转换为另一种形式。这意味着在封闭系统中，能量总和保持不变。

3、第二定律，也称为热力学第二定律，表明热量总是从高温物体传导到低温物体，而不能反过来。这意味着自然过程总是朝着熵增加的方向进行，即系统总是朝着更大的混乱状态发展。

4、第三定律，也称为热力学第三定律，表明零度无法达到。这意味着所有物质在零度以下会呈现量子效应，表现出不同于经典物理学的行为。

5、第四定律，也称为热力学第四定律，表明热力学函数在等温过程中的变化与系统自由能的变化相等。这意味着等温过程中的不可逆性是自由能减少的结果。

热力学第二定律表达式是什么？

开尔文表述不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。

1、该系统是线性的。

2、该系统全部是各向同性的。

另外有部分推论：比如热辐射：恒温黑体腔内任意位置及任意波长的辐射强度都相同，且在加入任意光学性质的物体时，腔内任意位置及任意波长的辐射强度都不变。

洛施密特悖论，又称可反演热力学定律反映了能量守恒和转换时应该遵从的关系，它引进了系统的态函数——内能。热力学定律也可以表述为：类永动机是不可能造成的。性悖论，指出如果对符合具有时间反演性的动力学规律的微观粒子进行反演，那么系统将产生熵减的结果，这是明显有悖于熵增加原理的。

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。针对这一悖论，玻尔兹曼提出：熵增过程确实并非一个单调过程，但对于一个宏观系统，熵增出现要比熵减出现的概率要大得多；即使达到热平衡，熵也会围绕着其值出现一定的涨落，且幅度越大的涨落出现概率越小。已有的一些实验结果，与玻尔兹曼的叙述基本相符。

热力学第二定律到底什么意思？

没有其它变化，分子/原子的运动速度会由于摩擦而降低。就是高温会自动向外界释放能量。

热力学第二定律指明了自发过程的方向——总是朝着熵增大的方向进行。这一点我相信你明白。

热量不借助环境做功而从低温物体传递到高温物G吉布斯函数变=焓变-熵变体是熵减少过程。所以不能自发进行。那么为什么熵会减少？

熵是无序程度。一种最常见的表现就是分子热运动。于是人们想出用热量来表示无序度。但是人们又发现，同样的热量传递给低温物体和高温物体所导致的无序度增加是不一样的。就像在一间整洁房间和一间凌乱的房间随便扔进10本书造成的混乱度增加是不同的一样。温度高的物体因为自身已经的无序程度已经很高了，所以再增加热量，改变会少些。

S=q/T，可见温度越高，熵变会越少。

那么如果热量q从低温物体t传导到高温物体T会发生什么？

对于高温物体，会有熵增q/T。

对于低温物体，会有熵减q/t。

总效应为q/T-q/t。因热力学第二定律的定义大家都清楚，在此不赘言。我认为在本质上这一定律说明了：物质和能量的均一化是一种自发的倾向和行为，第二定律称其为“熵增加”。如果要抗拒这一倾向和行为就要付出能量和努力。这一规律适用于所有的学科，甚至适用于经济学和学。为T>t，所以总熵效应为熵减少，这是热力学第二定律所不允许的。

是不能自动由低温至高温 比如冰箱

热量不会自动从低温物体到高温物体 需要人为 比如冰箱 通过电机让冷水进行循环 带走冰箱里的热量

热力学第二定律的应用

热力学第二定律是热力学中的重要定律之一，它指出了自然界中热量的流动方向，以及能量转换的效率限制。本文将讨论热力学第二定律在现代工程技术和生物学领域中的应用。一、工程技术领域

2. 制冷技术的应用

热力学第二定律也指出了制冷技术的效率限制。因此，目前制冷技术多采用吸收式、压缩式制冷方式，并通过采用新颖的材料和设计，来提高制冷效率和减少能量的消耗。

3. 可再生能源的利用和开发

热能转化是可再生能源的核心，包括太阳能、生物质能、地热能、海洋能等，这些能源的开发和利用都需要热能转化技术的支持，而热力学第二定律可以指导可再生能源的限度转化和应用。

1. 细胞能量转化

细胞代谢过程中产生的热能，要通过酶催化途径转化为其他形式的能量，用于细胞内各种生物学过程的支持。热力学第二定律的应用可以指导细胞内热能转化的效率，从而保证细胞代谢的稳定边界设预言了定义得很好的热力学时间箭头，因为宇宙必须从光滑、有序的状态开始。性。

2.生命的降熵过程

综上所述，热力学第二定律在现代工程技术和生物学领域中具有重要的应用价3、揭示化学反应的本质：热力学第二定律使我们认识到，化学反应的本质是能量的转化和传递。在反应过程中，能量从一种形式转化为另一种形式，并伴随着物质状态的变化。这为我们研克劳修斯表述为：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。究化学反应的本质提供了理论基础。值，可以指导我们如何进行能量转化的优化和化利用，从而提高能源使用效率和保护环境，同时也揭示了生物体维持内部稳定性和秩序性的机制和原理。