热力学第一定律和热力学第二定律 各自的分析基准是什么
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(1)概述
①在系统状态变化过程中它的内能改变等于在这个过程中所做的功和所传递的热量的总和。
②外界传递给系统的热量等于系统内能的增量和系统对外所作的功的总和。
(2)说明
①热力学第一定律是热力学的基本定律之一，是能量守恒和转换定律在热力学中的表现。
在(1)中①和②两种讲怯，实质是相同的，只是从两个不同的侧面加以表述。
①的讲法突出了做功和热传递是改变系统内能的两种不同的形式，人们可以通过做功和被传递的热量来量度系统内能的变化。②的讲法是从热机的效率角度考虑，外界传递给系统的热量，一部分用来增加系统的内能，另一部分就是系统对外所作的功。
系统由状态工变到另一状态Ⅱ，它的内能变化就由这两个状态来确定。不管经过怎样的过程所做的功和被传递的热量的代数和总等于由这两状态所确定的内能的改变量。它们的数学表达式从表面看也有所不同，但实际也是一致的，并没有矛盾。
第一种讲法的数学表达式：
W+Q=△E，
式中：形为正值。 表示外界对系统作功；
W为负值，表示系统对外界作功；
Q为正值，表示外界对系统传热；
Q为负值，表示系统对外界放热；
△E为正值，表示系统内能增加；
△E为负值，表示系统内能减少。
第二种讲法的数学表达式：
Q=E+W’，
式中：W’为正值，表示系统对外界作功；
W’为负值，表示外界对系统作功；
Q为正值，表示外界对系统传热；
Q为负值，表示系统对外界放热；
△E可为正值，表示系统内能增加；
△E为负值，表示系统内能减少。
以上讨论显然表明了两个数学表达式中只是作功的表示方法不同。W’=W。两种讲法反映了同一种规律。
②在应用热力学第一定律的数学表达式W+Q=△E解题时，要注意各物理量的正、负号表示的意义，以及式中的各置单位的统一，还必须了解表达式的适用范围。
式中△E表示内能的变化，它是由初、终两态确定的。在应用时，只需要初态和终态是平衡态即可，至于在过程中所经历的各态是否是平衡态无关，但一个各部分都不处在平衡态的热力学系统，就不能用这个表达式。
③从广义上理解，如果把系统内能的变化看作是系统所含的一切能量(如热的、电磁的、化学的、原子核的、场的能量等)的变化，而所作的功表示各种形式的功。 这样热力学第一定律就成了能量转化和守恒定律，它告诉人们自然界的一切物质都具有能量。
能量有各种不同的形式，能够从一种形式转化为另一种形式，从一个系统传递给另一个系统，在转化和传递中能量的数值不变。这就是热力学第一定律的广义形式。这种形式的热力学第一定律对一切情况都适用。 它是自然界最重要、最基本的科学定律之一。
④在热力学第一定律建立以前，有人设想制造一种机器，既不消耗系统自身的内能，又不需要任何动力和燃料，却能不断对外做功，永久运转。这类机器叫做第一类永动机。经过无数次的尝试，无论把永动机设计得如何巧妙，都以失败告终。
事实上系统在对外做功过程中，它的内能要减小，要想不消耗它的内能，外界必须同时对它作功，或对它传递热量，也就是要不断供给系统能量，系统才能持续对外作功。热力学第一定律的建立指出永动机是违背能的转化和守恒定律的，是违背自然界的客观规律的，是永远不能实现的。
定律对“第一类永动机”作出了科学的判决，把人们从空想中解放出来。
(1)概述
①热量总是从高温物体(系统)传到低温物体，但不能不带有其他的变化，把热量从低温物体传到高温物体。
②功可以全部转化为热，但任何热机不能全部地、连续不断地把所获得的热量转变为功。
(2)说明
①热力学第二定律是热力学的基本定律之一。 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经验总结。
上述(1)中①的讲法是克劳修斯在1850年提出的。②的讲法是开尔文于1851年提出的。这些表述都是等效的。
在①的讲法中，指出了在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，也就是说在自然条件下，这个转变过程是不可逆的。
要使热传递方向倒转过来，只有靠消耗功来实现。
在②的讲法中指出，自然界中任何形式的能都会很容易地变成热，而反过来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，从而说明了这种转变在自然条件下也是不可逆的。
热机能连续不断地将热变为机械功，一定伴随有热量的损失。 第二定律和第一定律不同，第一定律否定了创造能量和消灭能量的可能性，第二定律阐明了过程进行的方向性，否定了以特殊方式利用能量的可能性。
．
②人们曾设想制造一种能从单一热源取热，使之完全变为有用功而不产生其他影响的机器，这种空想出来的热机叫第二类永动机。 它并不违反热力学第一定律，但却违反热力学第二定律。
有人曾计算过，地球表面有10亿立方千米的海水， 以海水作单一热源，若把海水的温度哪怕只降低O。25度，放出热量，将能变成一千万亿度的电能足够全世界使用一千年。但只用海洋做为单一热源的热机是违反上述第二种讲法的，因此要想制造出热效率为百分之百的热机是绝对不可能的。
③从分子运动论的观点看，作功是大量分子的有规则运动，而热运动则是大量分子的无规则运动。显然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，从此可见热是不可能自发地变成功的。
④热力学第二定律只能适用于由很大数目分子所构成的系统及有限范围内的宏观过程。
而不适用于少量的微观体系，也不能把它推广到无限的宇宙。
⑤根据热力学第零定律，确定了态函数—--一温度；
根据热力学第一定律，确定了态函数——内能和焓；
根据热力学第二定律，也可以确定一个新的态函数——熵。
．可以用熵来对第二定律作定量的表述。
第二定律指出在自然界中任何的过程都不可能自动地复原，要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用，由此可见，热力学系统所进行的不可逆过程的初态和终态之间有着重大的差异，这种差异决定了过程的方向，人们就用态函数熵来描述这个差异，从理论上可以进一步证明:
可逆绝热过程Sf=Si，
不可逆绝热过程Sf>Si，
式中Sf和Si分别为系统的最终和最初的熵。
也就是说，在孤立系统内对可逆过程，系统的熵总保持不变；对不可逆过程，系统的熵总是增加的。这个规律叫做熵增加原理。这也是热力学第二定律的又一种表述。熵的增加表示系统从几率小的状态向几率大的状态演变，也就是从比较有规则、有秩序的状态向更无规则，更无秩序的状态演变。
熵体现了系统的统计性质。
类似问题换一批
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