热力学第二定律中,外界如何做功使得热量从低温物体传向高温物体?
热力学第二定律中,外界如何做功使得热量从低温物体传向高温物体?热力学第二定律中,外界如何做功使得热量从低温物体传向高温物体?具体是怎么做到的,能举个例子吗?
例子就在你身边——冰箱就是个典型的例子,还有空调。 冰箱用压缩的办法让冷媒液化,然后让液化的冷媒在冰箱内部管道内循环吸收冰箱内的热量,最后把气化的冷媒再送到外部再次进行冷却和压缩液化。空调也是同理。 这里外界做功是压缩机做功使冷媒压缩液化,同时还有风扇使汽化的冷媒强制冷却也要做功。
从本质上来考虑一下,温度高意即每个分子的平均动能较大,温度温度低意即每个分子的平均动能较小。 如果“热量从低温物体传向高温物体”成立, 意即当动能较大的A分子碰撞动能较小的B分子之后,A分子的动能更大,B分子的动能更小。我们要考虑的是,这种情况是否是可能的? 如果A、B的质量相等,这种情况不可能发生 。
【在牛顿力学框架内,根据动能守恒与动量守恒,分子间的碰撞为弹性碰撞,进行求证。先考虑一种特殊情况,A运动而B静止,其他情形由相对速度推广。】 如果的质量不等呢,这种情况(请electroenc自己推导) 亦不可发生。 因此从本质看来,不可能存在由低温向高温传送热量。
“那冷媒吸收热量还不是热量从高温传向低温物体吗?”的回答是肯定的。冰箱的例子,将其各部分进行分解,每一独立部分都遵循“只能由高温导向低温”这一规律。而真正有意思(值得讨论的是),我们怎样使得变热的冷媒再次冷却呢?我们想当然的认为可以使用风扇。
风扇起到了什么作用? 先考虑一下这个问题,为什么我们吹风扇时会感到凉快?这不是个理所当然的问题!为什么我们吹一杯热水它就能冷却得快些?我们进而可以问道,在大热天我们对一支冰棍猛吹风扇它是否就不会融化了?应当说,此种风扇的冷却效率并不是“很高”,也没有打破这一规律(我务必把思考的任务交给electroenc自己)。
另外提到一点,“压缩冷却”中的“压缩”是指冷却的方法吗?这是怎样做到的?当然,这才是最关键的一点。 参见《费恩曼物理学讲义》第一卷 第一章 第三节 原子过程。 冰箱压缩机的工作原理: 。
做功是大量分子做有规则运动,热运动是大量分子的无规则运动。 例如:当物体相互摩擦时,物体表面大量分子做有规则运动,使得分子相互碰撞产生分子的无规则运动,物体由低温传向高温. 水从高处流到低处,大量有规则运动的分子碰撞击发大量分子的无规则运动,水的温度升高.
答:被压缩的气体在减压膨胀时或水蒸发时都会出现这种情况,只是能量转换量太小也低于通常热传递的量,被掩盖,不易被察觉,...而空调冰箱的压缩程度高,在蒸发时这种能量吸...详情>>
问:到18、19世纪哪个城市成为瑞士主要讲德语民族的文化教育和科学中心呢?
答:到18、19世纪,苏黎世成为瑞士主要讲德语民族的文化教育和科学中心,许多著名的科学家,包括爱因斯坦和核物理的创始人之一的沃尔弗同·波里都在这里学习和工作过详情>>
答:因为学习的本质是建立条件反射,但胎儿在子宫内形成条件反射的条件不成熟,即五接受教育的基础,所以胎教不是教育详情>>