热力学第二定律的应用的建立是在哪个世纪建立的

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在19世纪逐渐建立起来
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出门在外也不愁义项指多义词的不同概念,如的义项:网球运动员、歌手等;的义项:冯小刚执导电影、江苏卫视交友节目等。
热力学 这是一个多义词,请在下列义项中选择浏览(共2个义项):
热力学 - 物理学的分支
热力学是研究热现象中物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系,以及状态发生变化时系统与外界相互作用(包括能量传递和转换)的学科。工程热力学是热力学最先发展的一个分支,它主要研究热能与机械能和其他能量之间相互转换的规律及其应用,是机械工程的重要基础学科之一。
称 热动力学
于 自然科学的一个分支
主要研究 热量和之间的转化关系
热力学(thermodynamics)是自然科学的一个分支,主要研究热量和之间的转化关系。热力学是研究物质的平衡状态以及与准平衡态,以及状态发生变化时系统与外界(包括能量传递和转换)的物理、化学过程的学科。热力学适用于许多科学领域和工程领域,如,,化学反应,甚至黑洞等等。热力学,全称热动力学,是研究热现象中物态转变和能量转换规律的学科;它着重研究物质的平衡状态以及与准平衡态的物理、化学过程。热力学是理论的一个方面。热力学主要是从能量转化的观点来研究物质的热性质,它揭示了能量从一种形式转换为另一种形式时遵从的宏观规律。热力学是总结物质的宏观现象而得到的热学理论,不涉及物质的微观结构和微观粒子的相互作用。因此它是一种唯象的宏观理论,具有高度的可靠性和普遍性。热力学三定律是热力学的基本理论。
两个热力学系统均与第三个系统处于状态,此两个系统也必互相处于热平衡。的重要性在于它给出了的定义和温度的测量方法。定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系。它为建立温度概念提供了实验基础。这个定律反映出:处在同一的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征,这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数,这个被定义为温度。而温度相等是热平衡之必要的条件。
能量可以以功W或Q的形式传入或传出系统。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。热力学第一定律也可以表述为:是不可能造成的。热学的宏观理论,是从能量转化的观点研究物质的热性质,阐明能量从一种形式转换为另一种形式时应遵循的宏观规律。热力学是根据实验结果综合整理而成的系统理论,它不涉及物质的微观结构和微观粒子的相互作用,也不涉及特殊物质的具体性质,是一种唯象的宏观理论,具有高度的可靠性和普遍性。热力学第一定律就是能量守恒定律,是后者在一切涉及热现象的宏观过程中的具体表现。描述系统热运动能量的状态函数是内能。通过作功、传热,系统与外界交换能量,内能改变 。
认为,所有的自然过程都增加熵。熵是宇宙无序状态的一种度量。第二定律的结果是:热从热地方流到较冷的地方。那样的话,集中在一个热物体上的热向四周扩散并变得不够有序,因此增加了熵。热不会自然的从冷地方流向热地方。熵还在化学反应中起作用。许多化学反应在将化学能转化为热能,并散播到周围环境中导致熵的增加。有些反应释放出气体,它们不如液体和固体有序。
第三定律。
瓦尔特·能斯特表述为:当温度趋向于绝对零度时,系统的熵趋向于一个固定的数值,而与其他性质如压力无关。认为,所有完美结晶物质于绝对零度时(即-273.15度),熵皆为零。也可以表述为:绝对零度不可能达到,不可能用有限个步骤使物体冷却到绝对零度。
热力学是从18世纪末期发展起来的理论,主要是研究功与热之间的能量转换。在此功定义为力与位移的内积;而热则定义为在热力系统边界中,由温度之差所造成的能量传递。两者都不是存在于热力系统内的性质,而是在热力过程中所产生的。工程热力学的基本任务是:通过对热力系统、热力平衡、热力状态、热力过程、热力循环和工质的分析研究,改进和完善热力发动机、制冷机和热泵的工作循环,不断提高热能利用率和热功转换。为此,必须以热力学基本定律为依据,探讨各种热力过程的特性;研究和的热,以及蒸发和等相变规律;研究特性也是分析某些类型所必需的。现代工程热力学还包括诸如燃烧等化学反应过程和溶解吸收或等物理化学过程,这就又涉及方面的基本知识。
(1)敞开系统(open system):与环境之间既有能量传递,也有。(2)(closed system):与环境之间只有能量传递,没有物质传递。(3)(isolated system):与环境之间既没有能量传递,也没有物质传递。
工程热力学是关于热现象的宏观理论,研究的方法是宏观的,它以归纳无数事实所得到的热力学第一定律(各种形式能量在相互转换时总能量守恒)、热力学第二定律()和热力学第三定律(绝对零度不可达到)作为推理的基础,通过物质的压力、温度、等宏观参数(见热力状态)和受热、冷却、膨胀、收缩等整体行为,对宏观现象和热力过程进行研究。这种方法,把与物质内部结构有关的具体性质当作宏观真实存在的物性数据予以肯定,不需要对物质的微观结构作任何假设,所以分析推理的结果具有高度的可靠性,而且条理清楚。这是它的独特优点。
与热力学结合起来研究热现象常常可以弥补以上局限性。
、量子力学、、化学热力学、化学动力学、热学、。
古代人类早就学会了取火和用火,但是后来才注意探究热、冷现象本身,直到17世纪末还不能正确区分温度和这两个基本概念的本质。在当时流行的&热质说&统治下,人们误认为物体的温度高是由于储存的热量多。
1709~华氏温标和1742~摄氏温标的建立,才使测温有了公认的标准。随后又发展了量热技术,为科学地观测热现象提供了测试手段,使热学走上了近代实验科学的道路。1798年,Count von朗福德观察到用钻头钻炮筒时,消耗的结果使钻头和筒身都升温。1799年,英国人H.戴维用两块冰相互摩擦致使表面融化,这显然无法由得到解释。
,J.R.von迈尔提出了能量守恒理论,认定热是能的一种形式,可与互相转化,并且从空气的定压与定容比热容之差计算出。英国物理学家J.P.焦耳于1840年建立电热当量的概念,1842年以后用不同方式实测了热功当量。1850年,焦耳的实验结果已使科学界彻底抛弃了热质说,公认能量守恒、而且能的形式可以互换的热力学第一定律为客观的自然规律。能量单位(J)就是以他的名字命名的。 热力学的形成与当时的生产实践迫切要求寻找合理的大型、高效有关。1824年,法国人S.卡诺提出著名的,指明工作在给定温度范围的热机所能达到的效率极限,这实质上已经建立起热力学第二定律,但受&热质说&的影响,他的证明方法还有错误。1848年,英国工程师开尔文(即W.汤姆森)根据卡诺定理制定了热力学温标。和,德国的R.克劳修斯和开尔文先后提出了热力学第二定律,并在此基础上重新证明了卡诺定理。1850~,克劳修斯根据卡诺定理提出并发展了熵。热力学第一定律和第二定律的确认,对于两类&永动机&的不可能实现作出了科学的最后结论,正式形成了热现象的宏观理论热力学。同时,也形成了&工程热力学&这门技术科学,它成为研究热机工作原理的理论基础,使、、和喷气推进机等相继取得迅速进展。与此同时,在应用热力学理论研究物质性质的过程中,还发展了热力学的数学理论,找到反映物质各种性质的相应热力学函数,研究了物质在相变、化学反应和溶液特性方面所遵循的各种规律。
1906年,德国的W.H.能斯脱在观察低温现象和化学反应中发现热定理。1912年,这个定理被修改成热力学第三定律的表述形式。20世纪初以来,对超高压、超高温水等物性和极低温度的研究不断获得新成果。
开尔文根据卡诺定理制定了热力学温标热力学原理是一些制约能量从一种形式转换为另一种形式的定律。这些定律的很多推论给出物质性质与压力、温度、、磁场、成分的改变所产生的效应之间的关系。热力学是建立在人们共同经验观测基础之上的,由这些观测归纳成热力学定律。从几个这样的定律出发,可用纯逻辑推理的方法,演绎出这一学科的全部其余定律。有一种做法认为只有少数定律是独立的,从它们可以推导出其余定律。最近的趋势是选择不是最早发现的那些定律和假设作为基本的定律和假设。某些这种选择是十分有用的,因为由此可以很快地推导出其余定律。但是这里仍将讨论随着历史的发展而出现的那些定律,因为它们既不抽象,又可提供一个较明晰的物理解释。可以说,当定义了三个态函数:绝对温度T、内能U和熵S后,热力学原理的整个发展就完满了。第零定律确立了温度的概念,第一定律定义了内能,第二定律引进了墒的概念和绝对温标。最后,第三定律描述了嫡在绝对温度趋向零时的行为。为了便于说明,必须定义几个名词。系统是要考察的那部分物质世界。其余部分是周围。开放系统可以与周围介质交换物质、热量和功。封闭系统可以与周围介质交换热量和功,但不交换物质。孤立系统不与周围介质发生任何交换。一个封闭系统或者孤立系统有时是指一个物体。一个系统内空间上均一的部分叫做担。例如一个液体连同蒸气可以认为是两相系统。如果需要的话,可以把系统搞得相当仔细,但因关心的是热性质,所以只讨论没有受电场或磁场作用的单相各向同性的系统,唯一允许的作用力是均匀的法向压力产生的。这样一个约束不是对热力学普遍性以根本限制,而只是便于教学。平衡态的特性与热力学有关的物质性质都是一些宏观性质,如、压力、、、和粘滞度,不使用像原子间距离那样的分子性质。一个系统的状态是由全部宏观性质连同它们的空间变化来加以确定的。经验证明,一个孤立系统总会趋向一个特别简单的终态,此时系统的宏观性质是恒定的,而且在空间上是均匀的。这样的简单状态称为平衡态。如果人们关心一个单相系统的某一个给定的量,其平衡态完全可由r1个系统的宏观性质所确定,这里r是组元的数目。对一个不受磁场和电场作用的单组元、单相系统可以固定系统的两个宏观性质,例如压力和体积所有其余宏观性质,如粘滞度、表面张力等等,也都取固定值。
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热力学体系的形成是在什么时候完成的
  是19世纪末,相应的热力学定律的发现和永动机不能实现的证实,具体事件如下  1842年,J.R.von迈尔提出了能量守恒理论,认定热是能的一种形式,可与机械能互相转化,并且从空气的定压比热容与定容比热容之差计算出热功当量。  英国物理学家J.P.焦耳于1840年建立电热当量的概念,1842年以后用不同方式实测了热功当量。  1850年,焦耳的实验结果已使科学界彻底抛弃了热质说,公认能量守恒、而且能的形式可以互换的热力学第一定律为客观的自然规律。能量单位焦耳(J)就是以他的名字命名的。 热力学的形成与当时的生产实践迫切要求寻找合理的大型、高效热机有关。  1824年,法国人S.卡诺提出著名的卡诺定理,指明工作在给定温度范围的热机所能达到的效率极限,这实质上已经建立起热力学第二定律,但受&热质说&的影响,他的证明方法还有错误。  1848年,英国工程师开尔文(即W.汤姆森)根据卡诺定理制定了热力学温标。  1850年和1851年,德国的R.克劳修斯和开尔文先后提出了热力学第二定律,并在此基础上重新证明了卡诺定理。  年,克劳修斯根据卡诺定理提出并发展了熵。  热力学第一定律和第二定律的确认,对于两类&永动机&的不可能实现作出了科学的最后结论,正式形成了热现象的宏观理论热力学。同时,也形成了&工程热力学&这门技术科学,它成为研究热机工作原理的理论基础,使内燃机、汽轮机、燃气轮机和喷气推进机等相继取得迅速进展。  与此同时,在应用热力学理论研究物质性质的过程中,还发展了热力学的数学理论,找到反映物质各种性质的相应热力学函数,研究了物质在相变、化学反应和溶液特性方面所遵循的各种规律。‍
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出门在外也不愁十九世纪七十年代末到二十世纪初的热力学发展
热力学发展第三阶段
十九世纪七十年代末到二十世纪初
统计热力学发展,非平衡态理论提出
热力学之父―威廉.汤姆逊(凯尔文勋爵)
这个时期波尔兹曼(Ludwig Edward Boltzmann)结合热力学与分子动力学的理论而导致统计热力学的诞生,同时他也提出了非平衡态的理论基础。至二十世纪初吉布斯(J. Willard Gibbs)提出系统理论建立了统计力学。
统计热力学发展概述
统计热力学是一门研究物质性质的学科,也是一门不断发展的学科。1857年(
R.Clausius)首先从分子运动论出发,应用初步的统计方法,导出了气体压强公式,证明了玻义耳(R.Boyle)定律。接着,(J.C.Maxwell)用几率方法导出了气体分子速率分布定律,并建立了输运过程理论。这一阶段的初级统计理论称为气体分子运动论,以区别以后发展起来的统计热力学。
年,(L.Boltzmann)对mksw速率分布定律作了推广,证明了mksw-波尔兹曼分布律,建立了独立粒子体系的平衡态统计理论。利用mksw-波尔兹曼统计理论,成功地解释了理想气体和晶体的热容等实验规律。后来波尔兹曼又证明了自然过程的方向性。
1902年,(J.W. Gibbs)大大发展了mksw-波尔兹曼理论,利用系统概念,建立了完整的统计热力学理论。系统理论既适用于独立粒子体系,也适用于非独立粒子体系。利用系统理论,可以导出实际气体的状态方程。
非平衡态理论的提出及萌芽
汤姆逊(Thomson)于1854年最先考虑用热力学来处理不可逆过程,他分析了各种热电现象并建立了以其姓名来命名的两个关系:第一个关系从能量守恒得出;第二个关系,联系热电偶的热电势与它的波尔贴(Peltier)热,从热力学的两个定律和对过程的所谓“可逆”贡献的附加假设得出。不久以后,波尔兹曼企图证明汤姆逊假设,但未成功。现在我们
知道这个假设并没有基础。汤姆逊的第二个假设最后由(Onsagar)正确地导出。昂色格证明,这个关系是微观运动方程在时间反演下有不变性的结果,将汤姆逊方法应用到其它几种不可逆现象,曾取得不同程度的成功;但是不可能依靠这些方法建立起宏观的描述不可逆过程的统一体系。
在20世纪初,某些物理学家企图不依靠上述的理论发展从事修改热力学第二定律的叙述形式以适合非平衡情况。早在1850年克劳修斯曾引入“非补偿热”的概念作为(在并不与环境热绝缘的体系中的)不可逆性的量度。杜赫姆(Duhem)、纳汤生(Natanson)、乔门(Jaumann)、劳尔(Lohr)与稍后的艾卡尔托(Eckart)通过把热力学第二定律与质量、动能、能量的宏观守恒定律结合起来,从而求出非均匀体系中局部熵变化率的表示式。依照这种方法,他们导出了联系这个体系的非均匀性与不可逆性的公式。同样,德堂得(De Donder)得出化学反应中的“非补偿热”与亲合势(一个表征体系状态的热力学变量)间的关系。然而,长期来依照这样的方法来对不可逆过程进行系统的讨论一直未能达到完善的程度。
热力学之父―威廉.汤姆逊(凯尔文勋爵)
有人说,上帝要给人类科学,于是“牛顿”走上了历史的舞台;又有人说,上帝要给人类
工程,于是来了“凯尔文”,从而产生了电机工程、资讯工程和机械工程。凯尔文又被称为“热力学之父”,1824年生于北爱尔兰,父亲詹姆士是贝尔法斯特皇家学院的数学教授。
威廉.汤姆逊(William Thomson;受勋时改名为Baron Kelvin)一家在威廉八岁时迁往苏格兰的格拉斯哥,而詹姆士则任教格拉斯哥大学。汤姆逊十岁便入读格拉斯哥大学,在十四岁开始学习大学程度的课程。十五岁时凭一篇题为《地球形状》的文章获得大学的金奖章。文章论及的一些重要概念,汤姆逊在往后还常常用到。汤姆逊后来到剑桥大学升学,以全级第二名的成绩毕业。他毕业后到了巴黎,在勒尼奥的指导下进行了一年实验研究。
1846年,汤姆逊再回到格拉斯哥大学担任自然哲学 (即现在的物理学)
教授,直到1899年退休为止。他在学校建立起全英国的大学中第一个物理研究实验室。他认为物质和电动力学的数学理论结果,必须用实验来证明。他带领学生进行各种实验来检定和发展新的物理理论。此外,他还利用实验室的精密测量结果来协助拟定大西洋海底电缆的铺设工程,使英国与美洲之间的通讯得到突破性的发展。他可说是第一代的电讯工程师呢!
汤姆逊也是热力学的开创者之一,他对热力学第一及第二定律的建立作出重大的贡献。在十九世纪,物理学界仍然普遍相信热是一种不生不灭的物质,汤姆逊本来也坚信这种说法。他研究过焦耳多篇关于电流生热的论文后,便开始改变想法,并和焦耳合作研究。他们的研究结果为热力学第一定律 (能量守恒定律) 提供有力的实验支持。汤姆逊对热力学第二定律的贡献更大。他利用卡诺循环建立绝对温标 ,他重新设定水的熔点 为273.7度;沸点为373.7度。为了纪念他的贡献,绝对温度的单位以开尔文 (Kelvin, K) 来命名。他在1851年发表题为《热动力理论》的论文,写出热力学第二定律的开尔文表述:我们不可能从单一热源取热,使它完全变为有用功而不产生其它影响。近代物理虽然修正了很多古典物理理论的错误,但是热力学定律仍然是正确而普遍的宏观物理定律。
凯尔文这位天才,十岁进大学,二十二岁剑桥大学就想礼聘他去当物理系主任;绝对温度K就来自于他的姓氏的缩写;热力学第二定律是他提出的;液态氮是他首先压缩制出的;环球资讯的第一条电缆是他铺的;电子减流器是他发明的;同位素放射理论是他先想出来的。因为他的发现,世界上每一个要念工程或理科的学生,打开课本就会发现“能量”的观念贯穿了每一个物理或化学的公式,解释了每一个热、电、磁的运动,成为近代科技的基石。
1900年初,凯尔文在当时英国物理学界最权威的皇家学会的新年致辞中,发表了题为《笼罩在热和光的动力理论上的十九世纪之云》的著名演讲。他认为物理世界晴空万里,动力理论可以解释一切物理问题;唯有两个小问题有待解决:即以太理论和黑体辐射的理论尚待解决。正是这两朵小乌云所引起的讨论和研究,发展出二十世纪物理学两个最重要的范畴:相对论和量子力学。热力学第一第二定律的发展史,第一第二类永动机为什么不成立?_百度作业帮
热力学第一第二定律的发展史,第一第二类永动机为什么不成立?
热力学第一第二定律的发展史,第一第二类永动机为什么不成立?
热力学发展史一、简介:人类很早就对热有所认识,并加以应用.但是将热力学当成一门科学且有定量的研究,则是由17世纪末开始的,也就是在温度计制造的技术成熟以后,才真正开启了对热力学的研究.热力学发展史,基本上就是热力学与统计力学的发展史,约可分成四个阶段:第一个阶段:17世纪末到19世纪中叶此时期累积了大量的实验与观察的结果,并制造出蒸气机,对于" 热(Heat)" 的本质展开研究与争论,为热力学的理论建立作好了暖身.在19世纪前半叶,首先出现了卡诺理论,热机理论(第二定律的前身)和功热互换的原理(第一定律的基础).这一阶段的热力学还留在描述热力学的现象上,并未引进任何的数学算式.第二个阶段:19世纪中到19世纪70年代末此阶段热力学的第一定律和第二定律已完全理论化.由于功热互换原理建立了热力学第一定律,由第一定律和卡诺理论的结合,导致热力学第二定律的成熟.另一方面,以牛顿力学为基础的气体动力论也开始发展,但这期人们并不了解热力学与气体动力论之间的关连.第三个阶段:19世纪70年末到20世纪初这个时间内,首先由波兹曼将热力学与分子动力学的理论结合,而导致统计热力学的诞生,同时他也提出非平衡态的理论基础,至20世纪初吉布斯(Gibbs )提出系综理论建立统计力学的基础.第四个阶段:20世纪30年代到今主要是量子力学的引进而建立了量力统计力学,同时非平衡态理论更进一步的发展,形成了近代理论与实验物理学中最重要的一环.第一类永动机不符合能量守恒定律.第一类永动机的设计原理是给予机器一个相对小的能量,然后产生更多的能量.第二类永动机不可能制成,是违反了热力学第二定律.能量守恒定律是热力学第一定律.热力学第一定律表明,机械效率η不能大于100%而热力学第二定律表明,机械效率不能等于100%}

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