熵 與 熱 力 學 第 二 定 律

溫度與熱

熱力學第一定律

熵與熱力學第二定律

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熱力學第二定律分為三種形式:

形式一:如果沒有其他變化的存在,要將熱完全轉變為功是不可能的,完全熱機不存在。

形式二:如果沒有其他變化的存在,熱不可能由低溫物體傳遞至高溫物體,完全冷機不存在。

形式三:任何熱力學過程由一平衡態變化到另一平衡態時,系統加環境的熵保持不變或增加。

 

熱機:

在一個循環過程中,將熱轉為功的裝置。

高溫熱庫TH提供QH的熱量,一部份的熱量對外作功,另一部份QC則排至低溫熱庫TC

熱效率:

 

冷機:

將熱能由冷的地方轉移到熱的地方的裝置。

當外力對系統作功時,系統將熱能QC由低溫熱庫TC傳送熱能QH到高溫熱庫TH

效能係數:

 

熵(Entropy)

符號為S,但以熵的變化量較為實用。

 

卡諾循環

卡諾循環是包含了四個可逆過程的循環。

1.等溫吸熱膨脹過程,系統由高溫熱庫TH吸熱QH

2.絕熱膨脹過程,系統由高溫TH降至低溫TC

3.,等溫放熱壓縮過程,系統由低溫熱庫TC放熱QC

4.,絕熱壓縮過程,系統由低溫TC回到高溫TH

 

例題:

有一電冰箱的效能係數k=4.7,每一個循環過程由冷凍室抽取250J的熱,試問每一循環需要多少功?

答:53J

 

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1.維基百科: 熱力學第二定律熱機冷機卡諾循環等溫絕熱

2.普物演示廳:史特林引擎