热力学有哪四条定律

热力学有哪四条定律
热力学有哪四条定律

热力学有哪四条定律
热力学四定律：通常是将热力学第一定律及第二定律视作热力学的基本定律,但有时增加能斯特定理当作第三定律,又有时将温度存在定律当作第零定律.一般将这四条热力学规律统称为热力学定律.热力学理论就是在这四条定律的基础建立起来的.
热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡.这一结论称做“热力学第零定律”.
热力学第一定律：热力学的基本定律之一.是能的转化与守恒定律在热力学中的表现.它指出热是物质运动的一种形式,并表明,一个体系内能增加的量值△E（=E末-E初）等于这一体系所吸收的热量Q与外界对它所做的功之和,可表示为 △E＝W＋Q
热力学第一定律也可表述为：第一类永动机是不可能制造的.
热力学第二定律：它的表述有很多种,但实际上都是互相等效的.比较有代表性的有如下三种表述方式：
不可能使热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化（克劳修斯）.
不可能从单一热源吸取热量,使之完全变成有用功而不产生其它影响（开尔文）.
不可能制造第二类永动机（普朗克）.
以上三种说法（也包括其它表述法）所描述的一个事实是：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的.
热力学第三定律：“不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度.”这就是热力学第三定律.
根据热力学第三定律,在绝对零度下一切物质都停止运动.
绝对零度虽然不能达到,但可以无限趋近.

0、如果系统A跟系统B处于热力平衡，B又和C平衡，那么A就会和C平衡
1、实质为能量守恒定律，ΔU=W+Q
2、熵增原理（热传递有方向性）
3、绝对零度不可达到（0K时纯物质的完美晶体的熵为零）

热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。这一结论称做“热力学第零定律”。热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法。定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系。它为建立温度概念提供了实验基础。这个定律反映出：处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征是由这些互...

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热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。这一结论称做“热力学第零定律”。热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法。定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系。它为建立温度概念提供了实验基础。这个定律反映出：处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数，这个状态函数被定义为温度。而温度相等是热平衡之必要的条件。
三、热力学第一定律：热力学的基本定律之一。是能的转化与守恒定律在热力学中的表现。它指出热是物质运动的一种形式，并表明，一个体系内能增加的量值△E（=E末-E初）等于这一体系所吸收的热量Q与外界对它所做的功之和，可表示为 △E＝W＋Q
在这个公式中，突出了做功和热传递是改变系统内能的两种不同形式，可通过做功和传递的热量来量度系统内能的变化。在上述公式中，当外界对系统作功时，W为正值；若系统对外作功时，W为负值。如外界向系统传热，Q即为正值；若系统向外界放热，则Q为负值。当△E为正值时，表示系统的内能增加；如果△E为负值时，则表现系统的内能在减少。
在运用热力学第一定律的数学表达式△E=W+Q解题时，应了解表达式的适用范围，应注意各物理量的正、负号表示的意义，以及式中的各量单位要统一。对热力学第一定律从广义上理解，应把系统内能的变化看作是系统所含的一切能量（如化学的、热的、电磁的、原子核的、场的能量等）的变化，而所作的功是各种形式的功，如此理解后，热力学第一定律就成了能量转换和守恒定律。
热力学第一定律也可表述为：第一类永动机是不可能制造的。
何为“第一类永动机”？在19世纪早期，不少人沉迷于一种神秘机械, 这种设想中的机械只需要一个初始的力量就可使其运转起来，之后不再需要任何动力和燃料，却能自动不断地做功。在热力学第一定律提出之前，人们一直围绕着制造永动机的可能性问题展开激烈的讨论，这种不需要外界提供能量的永动机称为“第一类永动机”。
根据能的转化与守恒定律，系统在对外做功过程中，它的内能要减小，要想不减少它的内能，外界必须同时对它传递热量或对它做功，不断地给系统补充能量，系统才能持续不断地对外做功。这种违背能量守恒与转化定律的器械，也就是违背热力学第一定律的器械永远也不可能制造成。
四、热力学第二定律：热力学的又一基本定律。它是关于在有限空间和时间内，一切和热运动有关的物理、化学过程具有不可逆性的总结。自热力学第一定律被发现以后，人们注意到许多自行发生的过程都是单方向的，例如热量从高温物体传到低温物体，液体由高处向低处流动，气体的扩散与混合，其反向自行发生的过程虽然没有违反第一定律，却从来还没有发现过，可见除了第一定律外，必定还有其他的定则在限制这些过程的发生。克劳修斯、开尔文等人，从将热转变为功时遇到的经验归纳成热力学第二定律。它的表述有很多种，但实际上都是互相等效的。比较有代表性的有如下三种表述方式：
不可能使热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化（克劳修斯）。
不可能从单一热源吸取热量，使之完全变成有用功而不产生其它影响（开尔文）。
不可能制造第二类永动机（普朗克）。
以上三种说法（也包括其它表述法）所描述的一个事实是：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。
从克劳修斯的表述中知道：自然条件下热量只能从高温物体向低温物体转移，而不能由低温物体自动向高温物体转移，这个转变过程是不可逆的。若想让热传递方向逆转，则必须消耗功（即引起了其它变化）才能实现。
开尔文表述中的“单一热源”是指温度均匀并且恒定不变的热源；“其他影响”指除了由单一热源吸热，把所吸的热用来作功以外的任何其他变化。若有其他影响产生时，把由单一热源吸来的热量全部用来对外作功是可能的。自然界中任何形式的能都可能转变成热，但热却不能在不产生其他影响的条件下完全变成其他形式的能，这种转变在自然条件下也是不可逆的。热机在运行过程中，可连续不断地将热变为机械功，一定伴随有热量的损失（产生了其它影响）。
什么是普朗克表述中的“第二类永动机”呢？在人们认识了能的转化和守恒定律后，制造永动机的梦想并没有停止下来。不少人开始企图从单一热源（比如从空气、海洋）吸收能量，并用来做功。将热转变成功，并没有违背能量守恒，如果能够实现，人类就将有了差不多取之不尽的能源，地球上海水非常丰富，热容很大，仅仅使海水的温度下降1℃，释放出来的热量就足够现代社会用几十万年，从海水中吸取热量做功，则航海不需要携带燃料！这种机械被人们称为第二类永动机。但所有的实验都失败了，因为这违背了自然界的另一条基本规律：热力学第二定律。
从分子运动论的观点看，热运动是大量分子的无规则运动，而作功则是大量分子的有规则的运动。无规则运动要变为有规则运动的几率极小，而有规则的运动变成无规则运动的几率大。一个不受外界影响的孤立系统，其内部自发的过程总是由几率小的状态向几率大的状态进行。由此可见热是不可能自发地变成功的，这就是热力学第二定律的统计意义。
第二定律和第一定律是不同的。第二定律阐明了过程进行的方向性。
热力学第二定律是有适用范围的，它只能用于宏观观世界。微观世界如个别分子的运动不能用热力学第二定律去研究，而对于宇观的世界如宇宙，由于它是一个开放的不平衡的体系，热力学第二定律也无法解释其发展规律。
五、热力学第三定律：随着低温技术的发展，人们不断向低温极限冲击，但越是接近绝对零度，温度的降低越困难。1906年，德国化学物理学家能斯特在观察低温现象和化学反应中发现热定理，1912年，能斯特又把这一规律表述为：“不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度。”这就是热力学第三定律。
根据热力学第三定律，在绝对零度下一切物质都停止运动。
绝对零度虽然不能达到，但可以无限趋近。
迄今为止，人类获得的最接近绝对零度的温度是0.5nK（0.5×10－9K），这是2003年由德国、美国、奥地利等国科学家组成的一个国际科研小组目前创造的人类最低温度纪录。

收起

第零定律： A与B热平衡，B与C热平衡，则A与C热平衡。
第一定律：dU=δQ-δW
第二定律：第二类永动机不可能制成。
第三定律：完美晶体的温度趋近于0时，其熵为零。