熱與功轉換
2026年03月08日 11:19:27
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熱力學定律闡明了熱與功之間可以互相轉換，但未說明過程進行的方向性。熱力學第二定律剛述了熱與功轉換的方向、條件及限制。熱力學第二定律有多種表述方式：
熱力學第二定律可表述為：熱量能自動從高溫物體向低溫物體轉移，但熱量不可能自發地、不付代價地從低溫物體向高溫物體轉移，這就是熱量轉移的不可逆性。也就是閱，在自然條件下，要使熱傳遞方向倒轉過來，只有靠消耗功來實現。
熱力學第二定律也常用以下表述：不可能把熱量從低溫物體傳至高溫物體而不需附加條件（如制冷機）。人工制冷是熱力學第二定律的典型應用。制冷機正是按照熱力第二定律，消耗一定能量（壓縮式制冷消耗電能，吸收式制冷消耗熱能），以使熱量從低溫熱源（蒸發器中的冷凍水）轉移到高溫熱源（冷凝器中的冷卻水）。也就是說，制冷機用消耗一定的壓縮功或熱量作為補償條件，把熱量從室內低溫環境傳遞到外界的高溫環境中去，從而達到制冷的目的。
第二定律指出，在自然界中任何過程都不可能自動地復原，要使系統從終態回到初態必需借助外界的作用。由此可見，熱力系統所進行的不可逆過程的初態和終態之間有著重大的差異，這種差異決定了過程的方向，人們就用態函數“熵”來描述這個差異。
如果以Sf和Si分別代表系統的最終和最初的熵，在孤立系統內，對可逆過程，系統的熵總保持不變，即Sf=Si；對不可逆過程，系統的熵總是增加的，即Sf>Si。這個規律叫做熵增加原理。熵的增加表示系統從幾率小的狀態向幾率大的狀態演變，也就是從比較有規則、有秩序的狀態向更無規則、更無秩序的狀態演變.
熱力學第三定律
熱力學第三定律是關于低溫現象的熱力學基本定律.
熱力學第三定律表述為：當溫度趨向于零度時，體系的熵趨向于一個固定的數值，即系統等溫可逆過程熵的變化趨近于零。
第三定律的另一種常用表述是：不可能用為數有限的手段把任何物體冷卻到零也就是說，不可能使一個物體冷卻到溫度的零度熱力學第三定律建立在經驗的基礎上，是獨立于熱力學定律及熱力學第二定律的一條經驗定律。該定律不能由實驗直接驗證，其正確性是由它的一切推論均與實驗規律相符而印證。
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