热力学三大定律 _生活百科

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热力学三大定律【热力学三大定律】热力学第一定律是能量守恆定律。热力学第二定律有几种表述方式：克劳修斯表述为热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体；开尔文-普朗克表述为不可能从单一热源吸取热量，并将这热量完全变为功，而不产生其他影响。以及熵增表述：孤立系统的熵永不减小。热力学第三定律通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零，或者绝对零度（T=0K）不可达到。
基本介绍中文名：热力学三大定律
外文名：laws of thermodynamics
表达式：Q=W+△E
提出者：詹姆斯·普雷斯科特·焦耳、克劳修斯、瓦尔特·能斯特
提出时间：19世纪50年代
套用学科：热力学
适用领域範围：物理，热学，工学
第零定律：定义了温度
第一定律：Q=W+△E
第二定律：一个孤立体系中的熵总是不会减少
第三定律：绝对零度（T=0）不可达到。
第一定律热力学第一定律也就是能量守恆定律。自从焦耳以无以辩驳的精确实验结果证明机械能、电能、内能之间的转化满足守恆关係之后，人们就认为能量守恆定律是自然界的一个普遍的基本规律。内容一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。（如果一个系统与环境孤立，那幺它的内能将不会发生变化。）表达式:

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考虑有粒子交换的情况下

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符号规律：热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功，向外界散热和内能减少的情况，因此在使用：△U=-W+Q时，通常有如下规定：①系统对外界做功，W>0,即W为正值。②外界对系统做功，W<0,即W为负值。③系统从外界吸收热量，Q>0，即Q为正值④系统对外界放出热量，Q<0，即Q为负值⑤系统内能增加，△U>0，即△U为正值⑥系统内能减少，△U<0，即△U为负值理解从三方面理解1.如果单纯通过做功来改变物体的内能，内能的变化可以用做功的多少来度量，这时系统内能的增加（或减少)量△U就等于外界对物体（或物体对外界）所做功的数值，即△U=W2.如果单纯通过热传递来改变物体的内能，内能的变化可以用传递热量的多少来度量，这时系统内能的增加（或减少)量△U就等于从外界吸收（或对外界放出）热量Q的数值，即△U=Q3.在做功和热传递同时存在的过程中，系统内能的变化，则要由做功和所传递的热量共同决定。在这种情况下，系统内能的增量△U就等于从外界吸收的热量Q和外界对系统做功A之和。即△U=W+Q能量守恆定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移和转化的过程中，能量的总量不变。能量的多样性物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等，可见，在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应。不同形式的能量转化“摩擦生热”是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能……这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过做功来完成的。能量守恆的意义1.能的转化与守恆是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恆定律更普遍。例如物体在空中下落受到阻力时，物体的机械能不守恆，但包括内能在内的总能量守恆。2.能量守恆定律是19世纪自然科学中三大发现之一，也庄重宣告了第一类永动机幻想的彻底破灭。3.能量守恆定律是认识自然、改造自然的有力武器，这个定律将广泛的自然科学技术领域联繫起来。第一类永动机第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。其不可能存在，因为违背了能量守恆定律第二定律热力学第二定律有几种表述方式：克劳修斯表述：热量可以自发地从温度高的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体；开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源吸取热量，并将这热量完全变为功，而不产生其他影响。熵表述：随时间进行，一个孤立体系中的熵不会减小。