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?
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...全部
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:
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