作业帮关于热力学第二定律的一些问题
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/26 19:54:26
关于热力学第二定律的一些问题
1.为什么水从高往低处流能跟热力学扯上关系?水的机械能之间的转换跟这个有什么关系?还有气体的扩散为什么也能联系上?
2.那两个定义中所指的“变化”指的是什么?有没有具体一点的表达?
1.为什么水从高往低处流能跟热力学扯上关系?水的机械能之间的转换跟这个有什么关系?还有气体的扩散为什么也能联系上?
2.那两个定义中所指的“变化”指的是什么?有没有具体一点的表达?
教材上说的两种表述都很片面,实际上热力学第二定律反映的是物理学中许多过程都具有方向性（尤其涉及热和能量转化的过程）.水可以自发地由高处往低处流动,却不能自发的由低处向高处流动,说明水流动具有方向性.气体的扩散也是具有方向性的.这样,就可以联系上了.
变化你可以将它当成是一种“代价”.例如,热只能从高温物体向低温物体传递,不能从低温物体向高温物体传递而不引起其他变化.我们可以用电冰箱将热从低温处移向高温处,但是这样必定消耗电能.这里,消耗电能就是我们将热从低温处移向高温处的一种“代价”.又如,用抽气机或者其他手段将两种混合气体分开,需要消耗电（抽气机）或者一些用品和试剂,这些东西（电,试剂和用品）都被消耗,不能复原,这也是一种“代价”.
更确切的,热力学第二定律是说一个孤立系统的熵总是增加的.熵是对无序程度的度量.也就是说,一切总是越来越混乱,越来越无序.内能是无序的,其他的能都比内能有序,所以其他能可以100%的转化为内能,但是内能不能100%的转化为其他能.如果我们将一定量内能转化为其他形式的能,那么必定以更多的其他形式的能转化为内能为代价.例如电冰箱将5J的热量搬到了外面,那么电冰箱必定消耗大于5J的电能.这些电能全部转化为热.我们将水提到高处,使水的重力势能增加100J,那么我们必定消耗大于100J的化学能,多余的化学能也转化为热（所以我们提重物上楼会感到很热）.要倒过来进行,就一定要付出代价.这就是“变化”的含义,其实是可以说是一种代价.
说到底,热力学第二定律规定了物理学中的许多过程都具有方向,我们不可能倒过来进行,如果我们非要“逆天而行”,那么上帝必定要我们付出代价.从这个意义上来说,没有可再生资源.因为再生就是“逆天而行”,需要付出代价.例如,氢是一种再生能源,汽车燃烧氢,氢与氧结合成水.如果要再生氢那么电解水必定要消耗更多的电能作为代价.太阳能是利用太阳的核反应放出的能量,一但耗尽核燃料,我们还能将我们所利用过的太阳能形成一个太阳吗?能量虽没有消失,但不能倒过来转化.我们吃的食物,汽车消耗的汽油,用电器消耗的电能,电灯发出的光,这些能最终变成内能.虽然根据能量守恒定律,这些能量没有消失,但根据热力学第二定律,它们不能再被利用,若要利用这些内能,一定付出“代价”——将更多的其他形式的能转化为内能.所以,节约能源吧.
如果将这个定律再推广一下也不为过.破镜不能重圆,打碎的杯子不能复原,机器总是越用越破烂,生物不能利用热量来生长……都是热力学第二定律的表现.所以,人类不可能不灭亡,当宇宙所有的能量全部转化为热的时候,由于没有更无序的状态,没有能量可利用,人也就不复存在了.
变化你可以将它当成是一种“代价”.例如,热只能从高温物体向低温物体传递,不能从低温物体向高温物体传递而不引起其他变化.我们可以用电冰箱将热从低温处移向高温处,但是这样必定消耗电能.这里,消耗电能就是我们将热从低温处移向高温处的一种“代价”.又如,用抽气机或者其他手段将两种混合气体分开,需要消耗电（抽气机）或者一些用品和试剂,这些东西（电,试剂和用品）都被消耗,不能复原,这也是一种“代价”.
更确切的,热力学第二定律是说一个孤立系统的熵总是增加的.熵是对无序程度的度量.也就是说,一切总是越来越混乱,越来越无序.内能是无序的,其他的能都比内能有序,所以其他能可以100%的转化为内能,但是内能不能100%的转化为其他能.如果我们将一定量内能转化为其他形式的能,那么必定以更多的其他形式的能转化为内能为代价.例如电冰箱将5J的热量搬到了外面,那么电冰箱必定消耗大于5J的电能.这些电能全部转化为热.我们将水提到高处,使水的重力势能增加100J,那么我们必定消耗大于100J的化学能,多余的化学能也转化为热（所以我们提重物上楼会感到很热）.要倒过来进行,就一定要付出代价.这就是“变化”的含义,其实是可以说是一种代价.
说到底,热力学第二定律规定了物理学中的许多过程都具有方向,我们不可能倒过来进行,如果我们非要“逆天而行”,那么上帝必定要我们付出代价.从这个意义上来说,没有可再生资源.因为再生就是“逆天而行”,需要付出代价.例如,氢是一种再生能源,汽车燃烧氢,氢与氧结合成水.如果要再生氢那么电解水必定要消耗更多的电能作为代价.太阳能是利用太阳的核反应放出的能量,一但耗尽核燃料,我们还能将我们所利用过的太阳能形成一个太阳吗?能量虽没有消失,但不能倒过来转化.我们吃的食物,汽车消耗的汽油,用电器消耗的电能,电灯发出的光,这些能最终变成内能.虽然根据能量守恒定律,这些能量没有消失,但根据热力学第二定律,它们不能再被利用,若要利用这些内能,一定付出“代价”——将更多的其他形式的能转化为内能.所以,节约能源吧.
如果将这个定律再推广一下也不为过.破镜不能重圆,打碎的杯子不能复原,机器总是越用越破烂,生物不能利用热量来生长……都是热力学第二定律的表现.所以,人类不可能不灭亡,当宇宙所有的能量全部转化为热的时候,由于没有更无序的状态,没有能量可利用,人也就不复存在了.