在什麼條件下可以從單一熱源吸熱使之完全轉變為功?

時間 2021-06-01 17:24:39

1樓:火火火

我們看這樣乙個過程,對放在空氣中的密閉絕熱帶活塞的氣缸加熱,加熱後,也即從單一熱源吸收熱量後,要使這些熱量完全轉化成功,也就是溫度不變,那麼氣體體積增大,壓強減小;但是這樣就會沒有回到原狀態的動力,所以還要對活塞做工,也就是外部影響。

2樓:賈明子

「從單一熱源吸熱使之完全轉變為功」這個是可以做到的,並且很容易做到。例如說,乙個理想氣體的等溫膨脹過程。

然而這並不違背熱力學第二定律。開爾文的最初表述中,說的是:

在乙個迴圈過程中不可能從單一熱源取熱並使之完全轉化為功。

後來,變為教科書中所說的:

不可能從單一熱源取熱並使之完全轉化為功而不產生其他影響

這兩種說法其實是等價的。在迴圈過程中,也就意味著乙個熱機將能夠返回自己的初始狀態(不產生其他影響),只有這樣它才可以源源不斷地對外做功。否則,就如理想氣體等溫膨脹一樣,它是無法持續的。

3樓:筱凌

看到有答主提到了理想氣體的等溫膨脹。

熱力學第二定律中「不產生其它影響」的條件,要求做功的過程中,最終的狀態必須回到原來的狀態,即:溫度、壓強、體積都回到原來的數值,理想氣體的等溫膨脹沒有滿足這一條件,所以沒有違背熱力學第二定律

「理想熱機能把吸收的熱能完全轉化為機械能」是錯的,這是因為熱機工作是靠完成乙個迴圈來把熱能轉化為機械能,乙個迴圈中熱機正好會回到初始工作狀態,然後評價熱機能否把吸收的熱能完全轉化為機械能,我們看這樣乙個過程,對放在空氣中的密閉帶活塞的氣缸加熱,裡面的氣體就會等壓膨脹對外做功,這時溫度、體積都發生了變化,為了不產生其他影響,需要等待氣缸降溫活塞回到原來位置,這樣就完成乙個迴圈,這個迴圈中加熱裝置和空氣分別為吸熱熱源和散熱熱源,這樣才能保證熱機的持續工作,所以把吸收的熱能完全轉化為機械能的「熱機」無法持續工作,它不是熱機

4樓:初音未來

需要注意的乙個前提,熱力學研究的物件是大量微觀粒子組成的有限巨集觀物體,即熱力學系統。

影響是無處不在的,最清晰的可以從原子著手,比如由於原子運動狀態改變而產生的熱輻射(原理見電動力學)。到現實巨集觀情況中來看,不論吸熱前後,都有熱輻射從各種原子發出,這些輻射可以被其他原子吸收,但那些原子做不了功(巨集觀功),僅僅作為其震動或者無規則運動的能量而已。(即說明了:

你從單一熱源吸熱去做功,不可能不向其他物體(質)傳遞熱量,即一定至少還有另乙個熱源它吸收熱量)

再舉乙個例子,考慮乙個吸收的熱量完全轉化為功情況理想氣體等溫膨脹:由熱力學第一定律:dQ=dU+PdV,我們知道理想氣體的內能只與溫度有關,則dU=0, 即dQ=PdV熱量全部轉化為了功,但是此時引起了乙個額外的影響:

氣體體積增加了。

5樓:雲漢沉嵐

針對最後一句話舉例:

發動機氣缸內發生燃燒-化學能轉熱能

殘餘:發動機積碳,一氧化碳

燃燒體積膨脹推動活塞-熱能轉機械能

活塞推動導致氣缸體積壓縮-機械能轉熱能

活塞與內壁摩擦產熱-機械能轉熱能

殘餘:氣缸內壁熱傳導而公升溫

發動機對外做功-機械能向外傳遞

殘餘:發動機的聲音和振動等

大概是這麼個意思吧,細節上可能不是那麼嚴謹,只是大體上舉例說明你要的「影響」

6樓:非想非非想

理想氣體的等溫膨脹,準靜態無摩擦過程,可以將從單一熱源吸收的熱量全部用來作功,產生的影響是氣體體積增大,壓強降低。事實上這要求該過程是可逆的,即做相同的功等溫壓縮氣體釋放熱量,當完成乙個可逆迴圈後一切回到原來的狀態而沒有產生其它任何影響。

7樓:任小范

再準確地把熱二定律描述一下:

克勞修斯:熱不可能自發地、不付代價地從低溫物體傳至高溫物體。

開爾文:不可能製造出從單一熱源吸熱、使之全部轉換為功而不留下其他任何變化的熱力發動機。

開爾文的說法,強調的是對於乙個熱機(或者說是迴圈發動機),如果其從熱源吸熱為Q,那麼該熱機的最大輸出功W,不可能等於Q,熱機必然要向低溫熱源放熱,。理想情況下,最高效率即W/Q等於卡諾效率。

再回到你的問題上,存在這樣的熱力過程:從單一熱源吸熱,使之完全轉換為有用功而不產生其他影響,即Q=W。請注意,這是乙個熱力過程,而不是乙個熱力迴圈。

可不可以從單一熱源吸收熱量,使之部分轉化為功而不產生其他變化?

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