|
热力学第2定理的逻辑矛盾
热力学第二定理有许多表述,根据我的学习体会,描述为;孤立体系的热运动总是向着熵增的方向发展,并达到熵极大,(稳定的平衡态) 热力学第二定理包含有两个内容:1,时间之箭的方向 2,时间之箭的目标 热力学第二定理对研究对象有个限制:孤立体系。下面的一个孤立体系，但是，热力学第二定理在运用上却存在问题：> 桌面上有两杯水A B，水里悬浮有大量的电荷，外 界对它们没有作用，可以把它们整体看作孤立体系，由热力学第二定理得，体系应该有一个稳定的平衡态。我们从部分看：比如A，它受到B的电作用，不能视为孤立体系，它有没有稳定态，就很成问题。同样B也是如此。同一研究对象，可能存在不同研究结果，只能说明理论对于这样的研究对象存在先天不足。 这一体系有没有稳定态，得有物理方程确定，物理方程应该包含热和电 > 1 泊松方程 > > 2 波尔兹曼方程 p=A*exp（qu/kT） 求解方程是困难的，它是非线型的，从直觉上讲，有解的可能性小。 > > > > > > |
|
在简斋上的讨论已被版主封了。
但我已编入电子期刊第24期。 刘武青 ※※※※※※ 刘武青 |
|
物理学发现建立新的世界观——揭示热寂说的错误世界观
源自科技创新导报2010年25期10页《新型热机改变内部热容发现新的热动力原理》，“新”文作者是在没有任何假设条件下揭示新的热动力原理并且证明卡诺定理和热2律错误，作者反思卡诺热机的研究不是为了指导人们在实践中如何提高热机对热能的利用效率，而主要是从热功转化的普遍形式上揭示客观世界，我们的世界观要和客观世界相符合。卡诺指出热机的最大工作效率不能大于η蕴含热2律的热寂世界观。以前人们感觉热寂世界观违背事实，但是都没有能够像 “新”文这样从热功转化的普遍形式从根本上证明热寂世界观错误。 卡诺定理和热2律仅仅是分析气体膨胀压缩过程得出来的结论。卡诺热机的循环过程中其内部热容只有2种变化情形：其恒温膨胀或压缩过程其实就是让卡诺热机的热容变为无穷大的一种情形，而绝热膨胀或压缩过程就是让它的热容变为最小的一种情形。仅仅从这2种情形来分析，那么任意两条绝热线不可能相交。就在它的内部加入固体物质后，产生了随意改变它的热容的新情形，使得绝热过程从始态到终态的P—V线可以被任意改变，结果是2条绝热线能够相交，具体方式有二种： 方式（1）把固体物质放入热机之中然后从热机之中取出，这个方式还没有证伪热2律。由此引出方式（2）直接利用热机中的固体物质的热涨冷缩循环来对外做功，只有这个方式能够证明热2律不成立。 任何形式的热机，不论你怎样改变热容或者使用什么工作介质，热2律认为都不可以把单一热源的热量转化为有用功。那么，设计热机分别利用气体或者固体的特性进行循环工作：理想气体（以及许多自发物理现象）没有自然复原或自发序化等特性，在循环工作的4个过程中其自发膨胀的方向必然产生熵趋向增加的结果。但是，少数固体物质的热涨冷缩、热磁、热电却具有自然复原或自发序化性质，把固体物质放入在热机内部，在进行循环工作的4个过程中，同时利用固体物质的热胀冷缩等物理性质对外做功，这时，热机的循环工作不仅能够把热量完全转化为功输出，同时产生消除熵的效应。二者相比较结论相反。 “新”文的讨论突破仅仅对气体分析的限制进而利用了固体的热涨冷缩对外做功——联系到固体的自然复原或自发序化等特性作用于热机的循环过程。新型热机内固体物质旁边的空腔可以想象是一个对外做功的齿轮装置。实际上固体的热胀冷缩可以释放很大力量，固体的升温热涨可以推动齿轮传动，固体的降温收缩复原还可以拉动齿轮传动——总是把热量转化为对外做功。 理想气体缺少固体物质那样的热涨冷缩——没有自然复原或自发序化的性质。当容器中的气体在没有外压（或大气压）时不论受冷与受热都会膨胀。气体降温之后不会冷缩复原（像固体热涨冷缩那样自然复原）。固体物质降温就要收缩。容器中的气体受外压时因为温度变化影响出现膨胀压缩平衡波动的收缩现象不是冷缩性质。气体的膨胀过程能够对外做功，如果要气体收缩复原必须靠外界克服气体的压力对气体做功来压缩气体才能复原，气体绝热膨胀然后压缩复原的循环在理想条件下的特征是具有可逆性。（根据查理定律P=nKT，针对一定密度(体积)的气体，当温度越高气体压力越大，这时，气体膨胀就可以对外界做更大的功。同样针对一定密度(体积)的气体，当温度越低气体压力越小，这时，外界只要对气体做更小的功就可以让气体压缩复原。高温膨胀、低温压缩就是形成卡诺热机效率η的思路。） 气体的绝热膨胀过程和固体的热涨过程都能够把部分热量转化为对外做功，二者在收缩复原上有明显区别，固体物质冷缩过程是自然的复原还能够把热量转化为对外做功而不需要接受外功在此露出端倪——固体的热涨然后冷缩复原可以使部分热量转化为对外做功。比较单一热源的气体绝热膨胀然后收缩必须靠外功作用来完成（绝热压缩过程）才能够复原——气体的绝热膨胀然后压缩复原不可能有热量转化为对外做功。固体和气体的这个区别反映了固体物质遵守一个不同于气体的新的热动力原理。这就是“新”文的物理基础和根据。 热机内气体的绝热膨胀压缩复原和固体的热涨冷缩复原的热功转化差别：气体的绝热膨胀然后压缩复原时热量不可能转化为功，然而固体的热涨然后冷缩复原可以使部分热量转化为对外做功。这个区别是否存在决定“新”文真伪。 创新对于原来慨念有发展很正常，热力学准静态过程是指系统十分接近于静态平衡的变化。这样利用气体的膨胀对外做功时可以输出最大的有用功，反之外界压缩气体复原时只需要做最小的功。用准静态过程可以解释可逆过程。现在有了新型热机，其绝热循环准静态过程中要同时利用热机内部固体物质的热胀冷缩等物理性质对外做功。 “新”文之中为了区别和提示新型热机在准静态条件下，利用内部固体物质的热胀冷缩等物理性质对外做功，用准静态过程和可逆过程2个说法来区分：“新”文之中准静态过程要利用固体的热胀冷缩对外做功，而可逆过程不利用固体的热胀冷缩对外做功。 因为卡诺热机的绝热循环过程是可逆的升温和降温，因此，固体物质必须放入卡诺热机之中，在理想条件下固体就随热机的循环过程也出现可逆的升温和降温，实现热涨冷缩循环。这样循环工作中，如果再利用热机内部固体物质的热涨冷缩循环来对外做功，就不同于可逆过程了，因为固体可以使部分热量转化为对外做功，同时，还有改变卡诺热机的内部热容的效果——产生绝热膨胀过程和绝热压缩过程这2条绝热线相交,并且在改变它的内部热容的贡献中不留下任何痕迹。所以:热力学第二定律结论不成立。分析得到的结论是：新型热机进行循环工作的4个过程中，同时利用热机内部固体物质的热胀冷缩等物理性质对外做功，这时，新型热机的循环工作不仅能够把热量转化为功输出，同时产生消除熵的效应。这个结论没有丝毫问题。本文这样设计只是为了分析揭示新的热动力原理。实际上也不会真的利用固体的热涨冷缩来不停地对外作功。 现代有几种新型热机和装置,如日本研制的“热磁发电机”、中国制造的“无偏二极管”都应用了这个新的热动力原理。（提示；它们现在不能实用。）读者据此探索新型热机，有一个人可以成为诞生在中国的诺贝尔奖得主，这点不是主要的，主要在于揭示出理想热机更深刻的意义——人类发现自己在能源方面能够得到解放。 |