石油大学热工学热力学第二定律相关知识介绍

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1、热力学第二定律相关知识介绍开尔文L.Kelvin(1824~1907)英国物理学家、发明家。1824年6月26日生于爱尔兰的贝尔法斯特。1845年毕业于剑桥大学。毕业后他赴巴黎跟随物理学家和化学家V.勒尼奥从事实验工作一年，1846年受聘为格拉斯哥大学自然哲学（物理学当时的别名）教授，任职达53年之久。由于装设第一条大西洋海底电缆有功，英政府于1866年封他为爵士，并于1892年晋升为开尔文勋爵，开尔文这个名字就是从此开始的。1890～1895年任英国皇家学会会长。1904年任格拉斯哥大学校长，直到1907年12月17日在苏格兰的内瑟霍尔逝世为止。开尔文是热力学的主要奠基人之一，他根据盖

2、-吕萨克、卡诺和克拉珀龙的理论于1848年创立了热力学温标。1851年他提出热力学第二定律："不可能从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其他影响。"1852年他与焦耳合作发现了焦耳－汤姆孙效应。开尔文研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、光学、地球物理、数学、工程应用等方面都做出了贡献。他一生发表论文多达600余篇，取得70种发明专利，他在当时科学界享有极高的名望。为了纪念他在科学上的功绩，国际计量大会把热力学温标(即绝对温标)称为开尔文(开氏)温标，热力学温度以开尔文为单位，是现在国际单位制中七个基本单位之一。克劳修斯(R. J. E. Clausius，1822～1888年)，

3、德国物理学家。1822年1月2日生于普鲁士的克斯林(今波兰科沙林)。曾就学于柏林大学。1847年在哈雷大学主修数学和物理学的哲学博士学位。从1850年起，曾先后任柏林炮兵工程学院、苏黎世工业大学、维尔茨堡大学、波恩大学物理学教授。他是气体动理论和热力学的主要奠基人之一，是历史上第一个精确表示热力学定律的科学家。1850年发表《论热的动力以及由此推出的关于热学本身的诸定律》的论文。论文首先从焦耳确立的热功当量出发，将热力学过程遵守的能量守恒定律归结为热力学第一定律，并第一次引人热力学的一个新函数U；论文的第二部分在卡诺定理的基础上提出了热力学第二定律的最著名的表述形式：热不能自发地从较冷的

4、物体传到较热的物体。1854年发表《力学的热理论的第二定律的另一种形式》、1865年他发表《力学的热理论的主要方程之便于应用的形式》的论文，引入了一个新的热力学函数并定名为熵，同时提出克劳修斯不等式和"熵增原理"，1857年发表《论热运动形式》的论文，第一次推导出著名的理想气体压强公式。1858年发表《关于气体分子的平均自由程》论文，开辟了研究气体的输运过程的道路。1851年从热力学理论论证了克拉珀龙方程。1888年8月24日克劳修斯在波恩逝世。克劳修斯萨迪·卡诺(N．L．Sadi Carnot，1796－1832年)。法国科学家，其主要贡献是创立理想热机理论。1796年6月1日生于巴黎

5、。1812年，考入巴黎理工学院，在那里受教于泊松、盖－吕萨克、安培(Ampére)等一批卓有成就的老师。他主要攻读了分析数学、分析力学、画法几何和化学。1824年6月12日发表《关于火的动力》一书，在这部著作中提出了"卡诺热机"和"卡诺循环"的概念及"卡诺原理"（现在称为"卡诺定理"）。1831年，卡诺开始研究气体和蒸汽的物理性质。1832年8月24日染上霍乱而病逝。热力学第二定律说法的产生和演变在科学史上，公认克劳修斯最早提出了热力学第二定律。克劳修斯、开尔文和朗肯在1850－1851年间从不同的角度提出了各自不同的说法和论证。热力学第二定律既然是一个经验性很强的定律，那么它的发现必然

6、首先从宏观的大量存在的热和机械功转化现象，特别是热机作功过程开始的。克氏说法和开氏说法虽然都从热机作功的基本假设出发，但没有明确提出“孤立的系统”的前提条件；他们没有也不可能从微观的分子运动观点深入探讨这个定律的含义和作用，以及对这个定律的熵增原理说法作深入和细致的探讨，甚至把它无限推广到宇宙，得出后来引起激烈争论的结论。由于这些原因，热力学第二定律在提出之后，出现了许多深入而更严格的探讨、争论和说法的演化过程。麦克斯韦、玻尔兹曼、奥斯特瓦尔德、马赫和普朗克等著名科学家，都一致指出，热力学第二定律只有在一个孤立系统条件下才成立。关于热力学第二定律在微观方面的解释和说法，主要是由玻尔兹曼提

7、出的，他是在克劳修斯和麦克斯韦工作的基础上，用分子运动的统计观点对熵增原理进行新的表述。玻尔兹曼提出的H定理和克劳修斯提出的熵增原理，与牛顿力学和能量守恒定律不考虑时间的方向性是矛盾的，这使大多数科学家难以接受。先后出现“可逆佯谬”和“循环佯谬”来反对分子运动理论，玻尔兹曼对此进行了有力的反驳。关于热力学第二定律的几率说法，经过19世纪末的争论后，很快得到国际科学界的公认。今天，它已作为热力学第二定律的更加深刻和准确的新说法，在科学