作业帮为什么热力学第二定律两种表示是等价的?如题,不太理解啊…
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/07/14 08:09:17
为什么热力学第二定律两种表示是等价的?如题,不太理解啊…
为什么热力学第二定律两种表示是等价的?
如题,不太理解啊…
为什么热力学第二定律两种表示是等价的?如题,不太理解啊…
1、“等价”的含义：简单讲,就是二者是同等的概念,只是表达的方式、或方法、或叙述不同而已；
2、等价的意义：如果甲与乙是等价的,那么,甲成立,乙就必定成立,如果甲不成立,乙必定也不成立；
3、热力学第二定律两种表述（说法）等价的证明.证明之前,先将两种说法写出来：
克劳修斯说法（1850年,以下简称克氏说法）：不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它变化.
开尔文－普朗特说法（1851,以下简称开氏说法）：不可能从单一热源取热,使之完全变为有用功,而不引起其它变化.
“克氏”是从传热的角度出发,“开氏”是从功热转换的角度出发,都指出过程的方向性,两者是等效的.两种说法都是对热机、循环和连续做功而言的.
要特别注意开氏说法“而不引起其他变化”,是指工质能否恢复原来状态.从这个意义来说,也适用单一过程（因其状态变了）.
有了这样的基础,下面就是证明了.
两种等效性的证明：
应用反证法.
假设开尔文（以下简称开氏）说法成立,而克劳修斯（以下简称克氏）不成立（即热量可以自发地从低温物体传向高温物体而不留下其他变化）.
（1）按照开氏说法,一热机有两个热源工作在温度为T1、T2两个热源之间,并从高温热源T1吸热Q1,对外做功W并向冷源T2放热Q2,显然Q1=W+Q2.
（2）若克氏说法不成立,即可从低温热源T2自发向高温热源T1传热,并假定传热量为Q2.
（3）现在,将上述二者合在一起,形成一个新的热机,并考察综合效果,得出的结论是：新热机从单一热源T1吸收热量(Q1-Q2),并对外做功W,外界与新热机均无变化.这显然违背了开氏说法.
所以,若克氏说法不成立,必然导致开氏说法也不成立.同理也可以证明,若克氏说法成立,而开氏说法不成立,同样也导致克氏说法也不成立.
由此可知,如果假定某一说法不成立就必然导致另一说法也不成立,但这违背了假设条件：开氏说法成立而克氏说法不成立的假设.
因此,开氏说法成立,克氏说法也成立,二者等效.
证毕.