UC知道请问热力学第二定律真的有局限性吗?
来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/05/28 14:35:53
所谓的"能量转化有方向性"或者"熵增加原理",意思都是说所有能量都在向内能转化,内能无法完全转化成其他形式的能量.实际上所有内能都在源源不断地通过黑体辐射转化成辐射能(或者电磁能),而电磁能的载体电磁波在我们生活中早已被普遍应用(如微波炉卫星手机雷达光纤）
几百年前热力学第二定律刚被提出时，麦克斯韦对它疑虑重重，这并非无稽之谈，有这样一个实验可以证明：在盛有液体的容器中放入一悬浮微粒，做类似布朗运动实验的布置，只不过悬浮微粒内要加入金属成分。再在容器的上下方向固定永磁体。这样，由于含金属微粒的布朗运动，引进微粒内部电荷移动的变化，会激发电磁波。而电磁波能量的唯一来源只能是水分子热运动的内能。这个实验我没有做过，不过它的最终结果只有两种可能:一、观测不到电磁波，这等于否定麦克斯韦的电磁理论；二、观测到了，这样的结果皆大欢喜，使海水降温1度或获得能量可以成为现实了，虽然它否定了热力学第二定律，可是任何人都愿意接受。
不知道大家有没有注意到黑体辐射的能量转化方向，是内能自发向电磁能转化，这与热力学第二定律的说法：“一切能量有转化为内能的趋势”相反。从这个方面可以看出，上面的实验并非是电磁场理论的问题，而是热力学第二定律的问题。
产生热力学第二定律这样的误区的原因可能是这样:几百年前人类科技水平不高。人们发现能量一旦转化为热之后就很难再利用。
还有一个影响人们心理因素的背景：人们居住的地方的气候几乎不变，逃逸掉的能量对气候几乎没有影响。可是随着能源消耗的飞速增加，已经导致了全球气候变暖。 如果地球处于离太阳很远的地方，那么我们所住的不会是恒温20度左右。我们的星球表面会象冥王星表面一样冷。因为有太阳稳定地向地球输送能量，地球上某些地方才能够保持300K的能量收支平衡。
热力学第二定律
开放分类： 化学、科学、物理、定律、热力学
(1)概述
①热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体。(不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化,这是按照热传导的方向来表述的)
②不可能从单一热源取热，把它全部变为功而不产生其他任何影响
(2)说明
①热力学第二定律是热力学的基本定律之一。它是关于在有限空间和时间内，一切和热运动有关的物理、化学过程具有不可逆性的经验总结。
上述(1)中①的讲法是克劳修斯在1850年提出的。②的讲法是开尔文于1851年提出的。这些表述都是等效的。
在①的讲法中，指出了在自然条件下热量只能从高温物体向低温物体转移，而不能由低温物体自动向高温物体转移，也就是说在自然条件下，这个转变过程是不可逆的。要使热传递方向倒转过来，只有靠消耗功来实现。
在②的讲法中指出，自然界中任何形式的能都会很容易地变成热，而反过来热却不能在不产生其他影响的条件下完全变成其他形式的能，从而说明了这种转变在自然条件下也是不可逆的。热机能连续不断地将热变为机械功，一定伴随有热量的损失。第二定律和第一定律不同，第一定律否定了创造能量和消灭能量的可能性，第二定律阐明了过程进行的方向性，否定了以特殊方式利用能量的可能性。 ．
②人们曾设想制造一种能从单一热源取热，使之完全变为有用功而不产生其他影响的机器，这种空想出来的热机叫第二类永动机。它并不违反热力学第一定律，但却违反热力学第二定律。有人曾计算过，地球表面有10亿立方千米的海水，以海水作单一热源，若把海水的温度哪怕只降低O.25度，放出热量，将能变成一千万亿度的电能足够全世界使用一千年。但只用海洋做为单一热源的热机是违反上述第二种讲法的，因此要想制造出热效率为百分之百的热机是绝对不可能的。
③从分子运动论的观点看，作功是大量分子的有规则运动，而热运动则是大量分子的无规则运动。显然无规则运动要变为有规则运动的几率极小，而有规则的运动变成无规则运动的几率大。一个不受外界影响的