第一(first)和熱力學第二定律(second law of thermodynamics)的區別

熱力學是物理學、材料科學、工程、化學、環境科學等多個領域的重要組成部分。熱力學有四個定律；熱力學第零定律、熱力學第一定律、熱力學第二定律和熱力學第三定律。這四條定律表明所有的熱力學過程都遵循它們。第一定律和第二定律是熱力學中最常用的定律。第一定律說能量既不能被創造也不能被破壞。第一定律只是能量守恆定律的另一個版本。另一方面，第二定律認為某些熱力學過程是被禁止的。本文著重討論熱力學第一定律和第二定律...

第一個主要區別(main difference first) vs. 熱力學第二定律(second law of thermodynamics)

什麼是熱力學第一定律(the first law of thermodynamics)？

熱力學第一定律類似於為熱力學過程調整的能量守恆定律。根據能量守恆定律，孤立系統的總能量是恆定的。能量不能被創造或毀滅，但可以從一種形式轉化為另一種形式。

第一定律指出，封閉系統內能的增加等於供給系統的熱量減去系統所做的功。此語句也可以表示為ΔU=Δ問-ΔW哪裡ΔU=內能的增加，ΔQ=供給系統的熱量，以及ΔW=系統完成的功(Δ如果在系統上完成工作，則W為負。）

第一定律有時表示為ΔU=ΔQ+ΔW。以第一定律的形式，ΔW應視為系統上完成的功。Δ如果功由系統完成，則W為負。

不管怎樣，第一定律對能量從一種形式轉換到另一種形式的方法沒有任何規定。

什麼是熱力學第二定律(the second law of thermodynamics)？

熱力學第二定律可以用以下幾種方式表示。

**一臺完美的熱機或冰箱是不可能的。這意味著不能建造100%能效的熱機或冰箱。

在沒有其他變化的情況下，不可能把熱完全轉化為功。這項宣告說，只要熱量轉化為功，能量就會被浪費。廢物的數量可以減少。然而，這是無法消除的。

**永動機是不可能的。這句話意味著建造永動機是不可能的，因為能量是隨著時間而浪費的。

熱量可以從熱儲器流到冷儲器，但在沒有其他變化的情況下，熱量不能從熱儲器流到冷儲器。這種說法意味著熱量可以不做功地從熱儲熱器傳遞到冷儲熱器。然而，為了將熱量從冷儲熱器傳遞到熱儲熱器，必須進行工作。

沒有熱機可以存在，具有比可逆卡諾熱機更高的熱效率。這種說法意味著熱機的熱效率不超過卡諾效率。最大可能的熱能效率稱為卡諾效率。這個概念在科學上非常有用，因為它允許我們計算給定熱力學系統的最大可實現熱效率。

Working principle of Carnot’s heat engine

第一(first)和熱力學第二定律(second law of thermodynamics)的區別

基本思路：

第一定律：熱力學第一定律是能量守恆定律的一個版本。

第二定律：熱力學第二定律規定了什麼型別的熱力學過程在自然界是被禁止的。

內容：

第一定律：熱力學第一定律指出能量既不能被創造也不能被破壞。

第二定律：建造一臺完美的熱機或冰箱是不可能的。建造永動機是不可能的。把熱完全轉化為功是不可能的。熱量不會自發地從冷庫流向熱庫。孤立系統的熵從不減少。

使用：

第一定律：方程；ΔU=ΔQ+Δ如果方程的另外兩個量已知，則可以用W來計算一個量的代數值。

第二定律：第二定律可用於計算給定熱機的最大可實現熱效率（卡諾效率）。

Image Courtesy:

“Carnot heat engine” by Eric Gaba (Sting – fr:Sting) – Own work Based upon Image:Carnot-engine.png, (Public Domain) via Comm*** Wikimedia

發表於 2021-06-27 20:26
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分類：科學

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