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− | 对于包括物质转移的过程,还需要进一步的说明: ‘在充分考虑了各个系统的基准参考状态后,当两个系统----
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| '''<font color="#32CD32">它们可能由不同的化学成分组成,最初只是被防渗墙隔开,或者是被隔离---- 通过移除墙体的热力学操作结合成一个新系统</font>''', | | '''<font color="#32CD32">它们可能由不同的化学成分组成,最初只是被防渗墙隔开,或者是被隔离---- 通过移除墙体的热力学操作结合成一个新系统</font>''', |
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− | 第一定律包括以下几个原则:
| + | 第一定律包括以下几个原则: |
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| * 能量守恒定律 | | * 能量守恒定律 |
第103行: |
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| * 做功是一种以某种方式向系统传递能量或从系统传递能量的过程,其方式可以用作用在系统外部及其周围环境之间的宏观机械力来描述。'''<font color="#32CD32">例如,外部驱动的轴在系统内搅动,或外部施加的电场使系统材料极化,或活塞压缩系统。</font>'''除非另有说明,习惯上把做功看作是在不影响周围环境的情况下发生的。实际上,在一切自然过程中,有些功是因内摩擦或粘黏而消失的。系统所做的功,可以来自于它的总动能,总势能或者它的内能。 | | * 做功是一种以某种方式向系统传递能量或从系统传递能量的过程,其方式可以用作用在系统外部及其周围环境之间的宏观机械力来描述。'''<font color="#32CD32">例如,外部驱动的轴在系统内搅动,或外部施加的电场使系统材料极化,或活塞压缩系统。</font>'''除非另有说明,习惯上把做功看作是在不影响周围环境的情况下发生的。实际上,在一切自然过程中,有些功是因内摩擦或粘黏而消失的。系统所做的功,可以来自于它的总动能,总势能或者它的内能。 |
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− | ::例如,当一台机器(不是系统的一部分)将系统向上提升时,一些能量就会从机器转移到系统。系统的能量随着系统所做功的增加而增加,在这种特殊的情况下,系统的能量增加表现为系统的重力势能的增加。机器将系统向上提升时对系统做的功增加了系统的势能: | + | ::例如,当一台机器(不是系统的一部分)将系统向上提升时,一些能量就会从机器转移到系统。系统的能量随着系统所做功的增加而增加,在这种特殊的情况下,系统的能量增加表现为系统的重力势能的增加。机器将系统向上提升时对系统做的功增加了系统的势能: |
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| :::<math>W = \Delta \mathrm{PE}_{\rm system}</math> | | :::<math>W = \Delta \mathrm{PE}_{\rm system}</math> |
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− | ::或者一般来说,以功的形式加入系统的能量可以分为动能、势能或内能: | + | ::或者一般来说,以功的形式加入系统的能量可以分为动能、势能或内能: |
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| :::<math>W = \Delta \mathrm{KE}_{\rm system}+\Delta \mathrm{PE}_{\rm system}+\Delta U_{\rm system}</math> | | :::<math>W = \Delta \mathrm{KE}_{\rm system}+\Delta \mathrm{PE}_{\rm system}+\Delta U_{\rm system}</math> |
第127行: |
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| ::其中{{math|''Q''}}表示以热量形式传递到系统中的能量。 | | ::其中{{math|''Q''}}表示以热量形式传递到系统中的能量。 |
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− | 结合这些原理,就可以得出传统的热力学第一定律的表述: 不可能制造一台在没有等量能量输入的情况下不断做功的机器。或者更简单地说,第一类永动机是不可能造成的。
| + | 结合这些原理,就可以得出传统的热力学第一定律的表述: 不可能制造一台在没有等量能量输入的情况下不断做功的机器。或者更简单地说,第一类永动机是不可能造成的。 |
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| ==第二定律 Second law== | | ==第二定律 Second law== |
第155行: |
第155行: |
| 当温度接近绝对零度时,任何纯物质的完整晶体的熵接近零。 | | 当温度接近绝对零度时,任何纯物质的完整晶体的熵接近零。 |
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− | 在零温时,系统必须处于热能最小的状态。如果完美晶体只有一种能量最小的状态,则该说法成立。熵与可能的微状态数有关:
| + | 在零温时,系统必须处于热能最小的状态。如果完美晶体只有一种能量最小的状态,则该说法成立。熵与可能的微状态数有关: |
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| ::<math>S = k_{\mathrm B}\, \mathrm{ln}\, \Omega</math> | | ::<math>S = k_{\mathrm B}\, \mathrm{ln}\, \Omega</math> |
第161行: |
第161行: |
| 其中 s 是系统的熵,k<sub>B</sub>是玻尔兹曼常数,以及Ω是微状态数(例如:可能的原子结构)。在绝对零度下只有一种微状态(Ω=1,因为纯物质的所有原子都是相同的,所以所有阶数都是相同的,因为只有一个组合)和 ln (1)=0。 | | 其中 s 是系统的熵,k<sub>B</sub>是玻尔兹曼常数,以及Ω是微状态数(例如:可能的原子结构)。在绝对零度下只有一种微状态(Ω=1,因为纯物质的所有原子都是相同的,所以所有阶数都是相同的,因为只有一个组合)和 ln (1)=0。 |
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− | 第三定律的一个更普遍的形式,适用于像玻璃这样的系统,'''<font color="#32CD32">可能有一个以上的微观上截然不同的能量状态,或可能有一个微观上截然不同的“冻结状态”,虽然不是一个严格意义上的的最低能量状态,也不是严格意义上的热力学平衡,</font>'''在绝对零度的温度下: | + | 第三定律的一个更普遍的形式,适用于像玻璃这样的系统,'''<font color="#32CD32">可能有一个以上的微观上截然不同的能量状态,或可能有一个微观上截然不同的“冻结状态”,虽然不是一个严格意义上的的最低能量状态,也不是严格意义上的热力学平衡,</font>'''在绝对零度的温度下: |
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| :''系统的熵随着温度接近绝对零度而接近一个恒定值。'' | | :''系统的熵随着温度接近绝对零度而接近一个恒定值。'' |