热力学第二定律表达式Kelvin的说法王宇31课件.pptxVIP

热力学第二定律表达式

Kelvin的说法：

王宇

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一、永动机

永动机是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器。

在历史上，永动机一直被人们讨论和研究。但是，很多人并不清楚这背后到底有什么意义。在人们的想象中，永动机是一种机械装置，它可以不停地自动运动，而且还可以举起重物等，做一些有意义的事情。13世纪就有人就试图想制造这种机械装置，但是直到21世纪也没有人真正制造出来。

这种机械是不可能制造出来的，原因是违反能量守恒定律和热力学定律。

热力学第二定律的表述方式之一就是：第二类永动机不可能实现。

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永动机的想法起源于印度，公元1200年前后，这种思想从印度传到了伊斯兰教世界，并从这里传到了西方。在欧洲，早期最著名的一个永动机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。

如图所示：

轮子中央有一个转动轴，轮子边缘安装着12个可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。

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永动机

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1、第一类永动机

第一类永动机是最古老的永动机概念，这一类永动机试图以机械的手段在不获取能源的前提下使体系持续地向外界输出能量。

1842年荷兰科学家迈尔提出能量守恒和转化定律；1843年英国科学家詹姆斯.焦耳提出热力学第一定律，他们从理论上证明了能够凭空制造能量的第一类永动机是不能实现的。

热力学第一定律的表述方式之一就是：第一类永动机不可能实现！

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曾经有人设计一类机器，希望它从高温热库（例如锅炉）吸取热量后全部用来做功，不向低温热库排出热量。这种机器的效率不是可以达到100%了吗？这种机器不违背能量守恒定律，但是都没有成功。人们把这种只从单一热库吸热，同时不间断的做功的永动机叫第二类永动机。

这种永动机不可能制成，是因为机械能与内能的转化具有方向性：机械能可以转化内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其它变化。从研究永动机得到的意外收获。

英国科学家焦耳也曾被永动机这一“奇妙”的发明所吸引，并为此做了一二十年的实验，但最后他留给后世的并不是永动机，而是证明永动机不可能的“热功当量定律”，这应该算是研究永动机得到的意外收获。

2、第二类永动机

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二、热力学第二定律表达式

Kelvin的说法：

第二类永动机：从单一热源吸热使之完全变为功而不留下任何影响

“不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他的变化”

后被Ostward表述为：“第二类永动机是不可能造成的”

小结

不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他的变化。

--热力学第二定律表达式Kelvin的说法

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