热力学第二定律的应用限度

关于热力学第二定律的应用范围,一直到现在还没有最后定论。西方大多数学者认为,第二定律是普遍性的定律,它不仅适用于一般的热力学系统,同时也适用于总星系和宇宙,宇宙的热寂状态是必然要达到的。一些学者指出这种说法的荒谬性,并且加以驳斥。但是,他们的论证主要是从哲学角度出发,未能击中热寂说的要害。《热力学第二定律的应用限度》一文认为,第二定律是物理学定律,它的证明或反驳都必须从物理学角度来进行。因此,该文试图证明第二定律仅在宏观系统成立,对微观系统及宇观系统皆不适用。     

能量系统热力学分析优化方法发展趋势

本文从热力学分析方法的产生和发展过程及其应用于能量系统节能优化的角度,说明了热力学分析方法发展的不同阶段。从热力学第一、第二定律分析到(火用)经济学以及环境(火用)经济学分析等方法的应用,综合考察了能量系统热力学完善性、经济可行性以及经济环境发展的可持续性。     

从热力学第二定律谈节能

《从热力学第二定律谈节能》一文,从热力学第二定律理论出发,对提高热能设备的效率、综合利用各类能源作了介绍,这反映了当今节能潜力是很大的。开发新能源是能源科学中另一重大新领域。     

热力学第二定律克劳修斯表述的误解及其后果

简单介绍了热力学第二定律的卡诺表述,详细分析了克劳修斯为改进卡诺表述所做的相关工作.分析表明,热力学第二定律的克劳修斯表述应该是:"热功转换和热量在不同温度间转换的等价定理",而不是"不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化",后者只是在证明转换等价定理过程中应用到的基本原理;热力学第二定律的克劳修斯表述本身描述的都是可逆过程,从而才能够导出热力循环的克劳修斯等式和描述物体转换含量的熵.把克劳修斯表述理解为"不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化",会导致认为热力学第二定律是描述过程方向性和不可逆性的规律.其后果是,错误地认为最小熵产原理能够用于导热过程输运定律的导出和传热过程的优化.     

生命复制的模拟

介绍一种用数学方法抽象地描述模拟生命复制的新方法,可能重新解释热力学第二定律。众所周知,有生命的东西的维持和热力学第二定律不一致,这并没有什么奇怪,因为虽然植物或动物的熵要低于它们的无生命组元在同一温度条件下的熵,但是热力学第二定律所说的熵要趋向一个最大值是仅对一个封闭系统而言的;当系统达到最大熵值时系统就处于平衡状态。而生命的东西其生存     

谈对热力学第二定律的理解

从能量传递和转换及品质变化的角度上来分析过程进行的方向、条件和限度,以加深对热力学第二定律的理解。     

反向光

此AV专栏的目的是描述物理学上的一个佯谬,一条固若金汤的物理学定律——著名的热力学第二定律的一个漏洞。第二定律说,在任何孤立的粒子系统中(无论是气体分子还是光子),无序(熵)量总是或者增加,或者保持恒定。然而,我们将会看到,激光物理学家似乎已经提供了一种在光子系统中使第二定律开倒车的途径,使无序减小。     

热力学和时间非对称性

不可逆性是热力学和统计力学中最重要的问题之一。热力学第二定律提出100多年来,围绕其本质的研究一直在进行着。在严格意义上的宏观可逆过程是不存在的,即世界是     

孤立系统内传热过程的火积减原理

从热力学第一、第二定律出发, 基于熵的概念, 可以得出孤立系统的熵增原理和孤立系统、定温定容系统等的热平衡判据. 本文基于火积的概念, 得出了孤立系统内传热过程的火积减原理, 发现在孤立系统内的热量传递过程中, 火积总是减小的, 该原理可以视为热力学第二定律在传热过程中的一种表述. 本文还得到了孤立系统和封闭系统的热平衡判据, 即最小火积原理和最小自由火积原理, 发现孤立系统在达到热平衡时系统的火积最小, 而封闭系统在热平衡状态下自由火积最小. 这就表明, 在传热过程中, 火积和熵一样, 都可以作为时间之矢, 指出其发展方向; 而且, 火积也可以用于描述系统的平衡态.     

开放系统中的热力学第一定律

根据开放型的热力学系统,文章研讨了开放系统中的热力学第一定律,然后给出了理想气体及一般气体的热力学第一定律的表示式。另外,文章还处理了近似的绝热形式,并在声学和天体演化学中加以应用。     

信息论和热力学结合的思考

科学史上力学和热学曾经分家达一个世纪之久,这并不是力学家一点也看不到热现象往往伴随着力现象以俱生,而只不过认为这不在他们的研究范围之内罢了.我觉得在过去百余年中,热力学家不注意信息,似乎是这一现象的历史重复.既然过去把力学和热学结合起来曾经改变了整个力学的面貌,现在如果我们在布里渊研究的基础上再走一步,直接把信息引入热力学,也必将大大开阔人们的眼界,从而促使热力学和信息论在科学史上必然地统一. 布里渊曾说过第二定律原来形式的缺点:第二定律是死亡的宣判,可是在时间上却没有     

化学动力学与化学热力学之间的联系

物理化学建立的初期,就注意到反应速率与热力学量的联系;质量作用定律就是从化学动力学和化学热力学两个角度总结出来的结果。Eyring的绝对速率理论(过渡状态理论)利用活化络合物与反应物的标准熵变、标准焓变来计算反应速率常数。1922年Dc Donder把不可逆过程热力学用于化学反应,他定义亲和函数A,而A与反应速率v的关系是Av>0;这只表     

热力学可逆和不可逆极限的时间属性

一般认为热力学与时间无关,它只能描述平衡状态和可逆过程。而另有人认为两者有十分重要的关系,热力学(尤其是其第二定律)可对非平衡体系不可逆过程进行重要描述。本文提出在各种热力学过程中,存在着两种极限过程:一种是可逆过程,另一种是极端     

可逆热力学中的对称性

对称性思想在物理学研究中具有重要地位.然而,现有热力学文献中的内容大都是非对称的概念和特性.如热力学第二定律表明即使在可逆的热力正循环中,输入系统的热量也不能全部转换为功量,由此认为功量的品位高于热量.对于正循环,采用效率作为性能判据;对于逆循环,则采用性能系数(coefficient of performance, COP)作为性能判据.根据对称性思想,可望存在与热力学第二定律及与之相关的原理、定律、性能判据和参数等相对称的另一组原理、定律、性能判据和参数.它们包括逆循环的基本原理、逆循环的转换等价定律、功熵与功?、逆循环的功效率和正循环的性能系数等.它们有助于深入理解某些热力学量在热功转换过程中的物理意义,以及提出性能更好的新形式热力逆循环.     

“不平等”的物理学原理

<正>●如果贫穷依旧相随,热力学第二定律的类比或许可以揭示原因。要解释困扰着全球经济的基本不平等现状,或许理由很简单:至少,在一些转向研究经济学的物理学家们看来,理当如此。他们认为,随手找一个国家,你就可以发现,众多民众,他们的收入寥寥无几,也有那么一小部分人敛财迅速,还会发现贫富两个极端的分布,随着收入的提高呈指数级降低(见上图)。该分布图适用于所有人,除了特别有钱的。它来源于熵概念的类比,熵,用于计算物理系统     

热化学循环由水制氢

开辟氢能是当前国际上的一个重大课题。氢能体系开发利用的核心问题是由一次能源提供能量使水分解的制氢技术。《热化学循环由水制氢》从热力学的角度介绍热力学化学循环分解水制氢的一些基本原理及构成熟化学循环的若干化学反应体系。原子核聚变是能源开发的一个重要领域。     

光速和相对论

爱因斯坦的狭义相对论学说建立在两个假设的基础上。第一个假设:适用于某一座标系的物理定律,也适用于对该系统作等速运动的任何其他座标系;第二个假设:光速与光源的速度无关。第二个假设曾通过各种实验加以检验。过去所作的最精确的检验,是研究高能核子一核子碰撞中产生的相对论不带电的π介子衰变时     

诠释时间之矢

从 19世纪到今天 ,有一个问题一直困扰着哲学家和物理学家 :基于对世界的认识时间有一个方向 ,我们出生、成长、死亡 ;蛋壳被打碎、液体被混合、我们的办公室倾向于更为混乱 ,而不是整齐 ,等等。对于这种单向行为的定量描述是由热力学第二定律给出的 :一个孤立系统的熵会不断增大 ,而不是减小。然而 ,在我们最为成功的科学理论中 ,时间却没有这样的方向。对于任何产生这些效应的运动 ,都存在另外一个遵循微观物理定律 ,并且可以产生一个相反效应的运动。换言之 ,基本的物理学定律是可以时间反演的。尽管在很久以前 ,路德维希·波尔兹曼就对…     

热力学并未引出时间的非对称性:热力学第二定律

依据微分方程的时间不变性作为过程可逆不可逆的判据,与热力学有关的Fourier方程成了不可逆过程和时间不对称性的常用例证。热力学第二定律的熵生成量(entropy production)不等式也是时间非对称性的判据。很少有人考虑这两种与热力学多少有关的不同判据是否兼容,甚至是否合理。除前文外,本文     

关于熵和绝对熵

热力学是一门实验科学,它的定律都是从人类极广泛的经验总结而得到的.在总结经验时,把数学方法巧妙地应用上去,再推广到实际的应用.如第一定律是总结不能做出恒动机的无数失败经验而得出的,为了应用这个经验,就引出了内能这个概念,根据能