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热力学第二定律的发现历史
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热力学第二定律的发现历史
发布日期:2024-08-24 06:17    点击次数:65

热力学第二定律的发现历史

热力学第二定律是热力学中最伏击的旨趣之一,刻画了能量调遣中的标的性和遵循问题,尤其是热能调遣为其他表情能量的经过。这一定律主要标明,在一个阻滞系统中,熵(即系统无序度的权衡)老是趋于增多,这意味着能量调遣和传递经过中有一部分能量会以无法作念功的表情(频繁是散热)清除。

早期的布景与发展

热力学第二定律的发现始于19世纪,那时对于热机遵循的估计缓缓增多。这是工业篡改后,东说念主们对提升蒸汽机等热机遵循的需求日益增长的戒指。

萨迪·卡诺(Sadi Carnot)

1824年,法国物理学家萨迪·卡诺发布了《对于火的能源》("Réflexions sur la puissance motrice du feu"),初度系统地估计了热机的表面基础。卡诺提议了知名的卡诺轮回,这是一个设想化的热机轮回模子,用于分析热机的最大表面遵循。卡诺定理指出,总共责任在两个热库之间的热机,不管责任物资是什么,其遵循皆不可能超越卡诺热机的遵循。这一表面内容上隐含了热力学第二定律的念念想,尽管卡诺那时对熵的认识尚未造成。

鲁说念夫·克劳修斯(Rudolf Clausius)

1850年,德国物理学家鲁说念夫·克劳修斯进一步发展了热力学第二定律。克劳修斯提议了“熵”的认识,况兼初度明确表述了热量不行自觉从低温物体传递到高温物体的旨趣。他界说了熵的数学抒发式,并阐扬注解了熵增多代表了系统无序度的增多。

威廉·汤姆森(William Thomson,即开尔文勋爵)

同期期的英国物理学家威廉·汤姆森(开尔文勋爵)也对热力学第二定律作出了伏击孝敬。他提议了能量守恒的认识,并与克劳修斯的表面相集中,股东了热力学第二定律的发展。开尔文提议的热力学第二定律的表述强调了热能的不可逆飘零和熵的认识。

熵的统计阐扬注解

到了20世纪,热力学第二定律获取了进一步的发展。奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼通过统计力学为熵提供了微不雅的统计阐扬注解,将熵与系统微不雅状况的概率关系起来,深化了东说念主们对热力学第二定律的领悟。

总之,热力学第二定律的发现是多个科学家多年估计的效果。它不仅是表面物理学的基石之一,也对工程学、化学、生物学等多个鸿沟的内容运用有着久了的影响。这一定律的发展历程展示了科学表面是如安在现实、表面和数学之间相互作用和渐渐完善的。