散文精选网高三热力学第二定律公式？
热力学第二定律的数学表达式：ds≥δQ/T，又称克劳修斯不等式。由克劳修斯不等式知，将体系熵变量的大小与过程热温熵值进行比较就可以判断过场可逆与否。
对于绝热可逆过程，ds=δQ/T=0；即绝热可逆过程为恒熵过程。对于绝热不可逆过程，ds>δQ/T=0；即绝热不可逆过程是熵增过程。总之，在隔离体系中，熵是不会减少只会增加，即熵增原理。
提出熵函数的克劳修斯，就将熵增原理应用于无边无际，无所不包的天体宇宙之中。他认为宇宙间一切运动形式必然转变成热，熵将不断增加，整个宇宙的熵值必趋向于最大值，最后宇宙内将不存在温差，一切过程都将停止，从而得出“宇宙热死论”，即热寂说。
熵增原理是在有限空间和时间范围内总结出的客观规律。“热寂论”学说将漫无边际，变化无穷的宇宙，看作热力学上的隔离体系；将有限的空间及时间内总结的规律无限外推至宇宙。“热寂论”最后将导致世界面临末日，完全否定物质运动的永恒性。
热力学第二定律的首先提出的是谁？
热力学第二定律首先提出的是鲁道夫·克劳修斯。
1862年被鲁道夫·克劳修斯描写热力学第二定律。
简单地说，热力学第二定律认为封闭系统的熵将会随着时间的增加而增加。“熵”是具有精确物理定义的术语，但是对于大多数情况来说，我们可以将它等同于“混乱”。因此，热力学第二定律从根本上说，随着时间的流逝，整个宇宙变得更加混乱和无序。
延伸阅读
不可逆过程的基本原则可以总结为热力学第二定律：
孤立系统的熵要么保持不变,要么随时间增加。
第二定律可以说是物理学当中最可靠的定律。如果有人叫你预测一下,现在人们认可的物理学原理中有什么在一干年以后还能站得住脚,第二定律估计是个好选择。20世纪初杰出的天体物理学家亚瑟·爱丁顿爵士( Sir Arthur Eddington)就曾断言:
如果有人指出,你钟爱的宇宙理论跟麦克斯书方程(关于电和磁的定律)不符,那对麦克斯书方程来说可就糟糕了。如果你的理论还被发现跟观测有冲突—那么,那些实验学家确实有时候会笨手笨脚把事情搞砸。但要是你的理论被发现跟热力学第二定律相悖,我就只能说没希望了,结局只能是颜面扫地、完全失败。
英国学者、物理学家、小说家查尔斯·珀西·斯诺(C. P Snow)最著名的事迹可能是,他坚持认为科学和人文“两种文化”已经分道扬镳,但二者本应都成为我们共同文明的一部分。他在举荐每个受过教育的人都应当懂得的最基本的科学知识时,选择了第二定律：
我曾多次出席按传统文化标准会被视为受过良好教育的人的聚会,他们也都以极大热情表达过,搞科学不可怕就怕科学家没文化。有那么一两回我被激怒了,于是问他们当中有多少人能描述热力学第二定律,也就是关于熵的定律。回应很冷淡,也是否定的。然而我只不过问了在科学领域相当于“你有没有读过莎翁剧作”的问题。
我们对于熵的现代定义是1877年由奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼提出的,但提出熵的概念并将其用于热力学第二定律,可以追溯到1865年的鲁道夫.克劳修斯(Rudolf Clausius)。第二定律本身甚至还可以追溯到更早——是法国军事工程师尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺( Nicolas Leonard Sadi Carmot)在1824年提出来的。克劳修斯不知道熵的定义,那他是如何将熵应用到第二定律中的呢?卡诺甚至完全没有用到熵的概念,他又到底是怎样确切表达出第二定律的?
卡诺与克劳修斯
19世纪是热力学(研究热及其性质的学问)的黄金时代。热力学先驱们研究了温度、压力、体积和能量之间的相互作用。他们的兴趣也绝非纸上谈兵—这是工业时代的黎明期,他们的大量工作都是因为渴望造出更好的蒸汽机而激发的。今天物理学家已经知道,热是能量的一种形式,物体的温度就是物体中原子平均动能的表征。但回到1800年,科学家还并不相信原子,对能量也知之甚少。英国在蒸汽机技术方面领先于法国,这一事实令卡诺的自尊受到了深深的伤害。因此,他给自己下达任务,要搞清这种机器究竟能有多大效率—燃烧一定量的燃料,能做多少有用功?他证明,这种提取有个根本限制。卡诺做了一次智力上的飞跃,将真实机器理想化为“热机”,证明有一种最好的机器,在给定温度下,使用给定数的燃料,做功的值可以达到最大。不出所料，诀窍就是让产生的废热最少。我们可能会觉得,冬天热量还是挺有用的，可以让房子暖和起来,但在物理学家想要的“做功”(让活塞或者飞轮之类的东西从一处移动到另一处)上,废热可就一无是处了。卡诺认识到,就算是最有效率的机器也并非完美,总有些能量会在做功过程中消耗掉。换句话说,蒸汽机的运转是不可逆过程。
早期蒸汽机
因此,卡诺认识到,机器做的事情是不能撤销的。1850年则是由克劳修斯搞明白,这反映了一条自然法则。他将自己的这条法则阐述为“热量不会自发从低温物体流向高温物体”。将一个气球装满热水并浸入冷水中,地球人都知道温度会趋于平均:气球里的水会凉下来,同时气球周围的液体会变暖。反过来就绝对不会发生。物理系统会朝着平衡态演化——尽可能均一的静态布局,所有组成部分的温度都一样。从这个见解出发,克劳修斯就能重新推导出卡诺关于蒸汽机的结果了。
那么,克劳修斯的定律(热量绝对不会自发从低温物体流向高温物体)和第二定律(熵绝对不会自发减少)有什么关系呢?答案就是,这是同一个定律。1865年,克劳修斯设法用一个新的量重新阐释他原来的真理,并将这个量命名为“熵”。假设有一个物体正在逐渐冷却,也就是正向周围环境散发热量,在这个过程中,考虑每一时刻物体丧失的热量,并除以此刻物体的温度。熵就是将整个过程中的这个商数(用失去的热量除以温度)累加起来的数值。克劳修斯指出,热量从高温物体流向低温物体的倾向,就正好相当于封闭系统的熵只会增加不会降低的说法。平衡态就是熵已经达到最大值的状态,也不会再变成别的状态了:所有互相接触的物体都是同样的温度。
要是这样听起来有点儿抽象,也有个简单的说法来总结关于熵的这一观点：熵可以度量一定量能量的无用之处。1升汽油里边有能量，这能量也是有用的,我们可以用来做功。燃烧该1升汽油让发动机运转的过程不会改变能量总数，只要我们认真追踪整个过程,就能看到能量总是守恒的。但在该个过程中,能量也在变得越来越没用。除了用发动机带动汽车运动,这些能量还会转变成热量和噪声,就连汽车的运动最终也会因为摩擦力慢慢停下来。随着能量从有用成为无用，熵一直在增加。
第二定律并不意味着一个系统的熵永远不会减少。比如说:我们可以发明一台机器将牛奶从咖啡中分离出来。但问题在于,我们只能通过在别的地方产生更多的熵来降低某件物品的熵。我们人类,以及我们打算用来分离牛奶和咖啡的机器,还有我们消耗的食物、机器消耗的燃料—全部有熵,这些熵在操作中也都必然会增加。物理学家在开放系统(物体与外界明显有相互作用,会交换熵和能量)和封闭系统(物体与外部影响完全隔绝)之间做了明确区分。在开放系统中比如我们放机器里的咖啡和牛奶:熵当然可以少。但在封闭系统中,比如说包括咖啡,牛奶,机器,人类操作员、燃料等在内的整个系统,熵总是会增加,最多也就是保持不变。
