热力学第一定律(first law of thermodynamics)和热力学第二定律(second law of thermodynamics)的区别

热力学第一定律和热力学第二定律的主要区别在于,热力学第一定律讨论了能量既不能产生也不能被破坏,但它可以改变其形式,而根据热力学第二定律,系统的熵总是增加的。...

主要区别

热力学第一定律和热力学第二定律的主要区别在于,热力学第一定律讨论了能量既不能产生也不能被破坏,但它可以改变其形式,而根据热力学第二定律,系统的熵总是增加的。

热力学第一定律(first law of thermodynamics) vs. 热力学第二定律(second law of thermodynamics)

“热力学”一词是希腊语单词的派生词,其中“Thermo”代表热量,“dynamics”表示功率。因此,它是对存在于不同形式的能量的研究,如热、光、电和化学能。热力学有四种不同的定律,即第零定律、第一定律、第二定律和第三定律。但最重要的是热力学第一定律和第二定律。热力学第一定律讨论了能量既不能产生也不能被破坏,但它只能改变它的形式,而热力学第二定律则指出,系统的熵从不减少,而是总是增加。在讨论这些规律时,有两个术语是非常重要的,即制度和环境。我们所处理的任何一个项目或一组项目,无论是小的像细胞,还是大的像生态系统,都被称为系统。系统周围的一切都被称为周围环境。

比较图

热力学第一定律热力学第二定律
热力学第一定律讨论了能量不能被创造或毁灭,但它可以改变它的形式。热力学第二定律是这样一个定律,即系统的熵从不减少,而是总是增加。
也称为
它也被称为“能量守恒定律”热力学第二定律也被称为“增加熵定律”
方程式
ΔE=q+w是热力学第一定律的方程,如果其他两个量已知,则用于计算值。ΔS=ΔS系统+ΔS环境是热力学第二定律方程,用来测量系统的总熵变。
表达式
它的方程表示,一个系统的内能的变化等于流入系统的总热量,并由周围环境对系统做功。热力学第二定律表示,熵的总变化等于系统及其周围环境的熵变化之和。
示例
在光合作用过程中,植物利用太阳光,即太阳能,并将其转化为化学能,即葡萄糖。我们在行走、呼吸和跑步等过程中将食物中的化学能转化为动能。房间里的取暖器使用电能为房间提供热量,而作为回报,房间不能为取暖器提供相同的能量。

什么是热力学第一定律(the first law of thermodynamics)?

热力学第一定律,也叫能量守恒定律,讨论了宇宙中的总能量。它指出,总能量保持不变。根据这个定律,能量可以改变它的形式,但它不能被创造或毁灭。

示例

  1. 在光合作用过程中,植物利用阳光,即太阳能,并将其转化为化学能,即葡萄糖。
  2. 当我们在饭后散步、呼吸或跑步等时,我们正在将食物中的化学能转化为动能。
  3. 变亮的电灯泡把电能转换成光能。

方程式

ΔE=q+w这是一个系统的内能变化等于流入系统的总热量和周围环境对系统做功的总和。如果其他两个量已知,它可以用来计算一个值。

什么是热力学第二定律(the second law of thermodynamics)?

根据这个热力学定律,一个系统的熵从不减少,而是总是增加。熵是系统中随机性的无序程度。第一定律指出,能量永远不会被产生或破坏,这意味着能量可以一次又一次地循环利用。但是,根据开尔文-普朗克的说法,没有一个系统能够以100%的效率转换不同形式的能量。这意味着在一个过程中,总有一些能量以无用的形式流失。所以,系统的熵总是增加的。热力学第二定律也解释了能量转换只发生在一个特定的方向上,这在热力学第一定律中没有得到澄清。

示例

  1. 电灯泡可以把电能转换成光能,但反过来的过程是不可能的,即如果我们给灯泡提供相同数量的热量和光,它就会把它转变成电能。
  2. 房间里的取暖器使用电能为房间提供热量,而作为回报,房间不能为取暖器提供相同的能量。

方程式

ΔS=ΔS系统+ΔS箭头这是用来测量系统总熵变的方程。

主要区别

  1. 热力学第一定律是关于能量的,它说明能量不能被产生或破坏,只能转变成不同的形式,而热力学第二定律则是系统的熵从不减少而是总是增加的定律。
  2. 热力学第一定律也称为“能量守恒定律”,另一方面,热力学第二定律又称为“增加熵定律”
  3. ΔE=q+w是热力学第一定律的方程,如果已知另外两个量,则用来计算一个值。热力学第二定律表示,熵的总变化等于系统及其周围环境的熵变化之和
  4. 热力学第一定律方程表示,一个系统的内能的变化等于流入系统的总热量,并由周围环境对系统做功。另一方面,热力学第二定律表示,系统的总变化可以通过系统和周围环境的熵变化之和得到。
  5. 热力学第一定律的例子是光合作用,在光合作用中植物将太阳能转化为化学能,即葡萄糖,而房间里的加热器则是热力学第二定律的一个例子,它利用电能为房间提供热量,而反过来,房间不能向加热器提供相同的能量。

对比视频

结论

根据上述讨论,总结出根据热力学第一定律,能量不可能产生或破坏,只能转化为不同的形式,但它不能解释能量转换的方向,热力学第二定律阐明了系统的熵总是增加。

  • 发表于 2020-01-09 19:41
  • 阅读 ( 273 )
  • 分类:物理

你可能感兴趣的文章

热化学(thermochemistry)和热力学(thermodynamics)的区别

热化学(thermochemistry)和热力学(thermodynamics)的区别 热力学是物理科学的一个分支,研究热与其他形式的能量(如机械能、电能或化学能)之间的关系。热化学是热力学的一个分支。热化学也是化学的一个分支,它描述与化学反...

  • 发布于 2020-10-24 03:12
  • 阅读 ( 546 )

孟德尔第一次(mendel’s first)和第二定律(second law)的区别

孟德尔第一定律和第二定律的关键区别在于,孟德尔第一定律描述了在配子发生过程中,某一特定基因座的等位基因分离为单独的配子体,而孟德尔第二定律描述的是基因等位基因独立地传递到子细胞中,而不受彼此的影响...

  • 发布于 2020-10-24 06:25
  • 阅读 ( 886 )

物质守恒定律(law of conservation of matter)和能量(energy)的区别

...恒定律和能量守恒定律是化学中用来解释孤立的,封闭的热力学系统的性质的两个定律。这些定律指出,物质或能量不能被创造或毁灭,但可以被转换成不同的形式或重新排列。物质守恒定律和能量守恒定律的关键区别在于,物...

  • 发布于 2020-10-24 22:53
  • 阅读 ( 696 )

牛顿第一定律(newton’s first law)和惯性(inertia)的区别

牛顿第一定律和惯性之间的关键区别在于,牛顿第一定律描述了物体的运动和作用在物体上的力之间的关系,而惯性一词是指物体对其速度变化的阻力。 一般来说,牛顿第一运动定律也被称为惯性定律。这是因为牛顿第一定...

  • 发布于 2021-03-04 15:53
  • 阅读 ( 724 )

什么是牛顿运动定律(newton’s laws of motion)

...以前的工作基础上的é 笛卡尔(1596-1650)。特别是,牛顿第一运动定律与笛卡尔的自然定律非常相似。 牛顿定律有许多不同的表述方式,但它们都包含相同的原理。 牛顿第一运动定律 只要没有合力作用在物体上,物体就继续以...

  • 发布于 2021-06-25 13:52
  • 阅读 ( 364 )

热力学(thermodynamics)和动力学(kinetics)的区别

...参数是通过观察气体过程来确定的。   什么是热力学(thermodynamics)? 热力学是一门研究热能和其他形式能量(机械、化学、电)相互转化的科学。这是一个众所周知的事实,热是从做机械工作收到的。 我们知道功把机械能转化...

  • 发布于 2021-06-25 17:02
  • 阅读 ( 722 )

什么是牛顿第一运动定律(newton’s first law of motion)

牛顿第一运动定律定义 牛顿第一运动定律指出,只要没有合力作用在物体上,物体就继续以恒定速度运动。 由于速度是一个矢量,恒定速度意味着物体在给定的时间段内具有相同的速度和方向。这可能意味着一个静止的...

  • 发布于 2021-06-27 03:03
  • 阅读 ( 456 )

什么是牛顿第二运动定律(newton’s second law of motion)

牛顿运动第二定律定义 牛顿第二运动定律指出,当合力作用在物体上时,物体因合力而产生的加速度与力成正比。 作为一个等式,我们写道, The summation sign,  , indicates that one needs to add all the forces using vector addition and f...

  • 发布于 2021-06-27 03:13
  • 阅读 ( 312 )

速率定律(rate law)和质量作用定律(law of mass action)的区别

主差率定律(main difference rate law) vs. 质量作用定律(law of mass action) 反应物和产物是化学反应的重要组成部分。反应物是作为化学反应起始材料的化学物质。反应物通常是不稳定的,经过不同的化学反应才变得稳定。有时,...

  • 发布于 2021-06-29 08:15
  • 阅读 ( 793 )

一阶(first order)和零级动力学(zero order kinetics)的区别

...述化学反应的速率。化学动力学的概念首先是由质量作用定律发展起来的。质量作用定律描述了化学反应的速度与反应物的质量成正比。根据化学动力学,反应可分为零级反应、一级反应和二级反应。一级动力学和零级动力学的...

  • 发布于 2021-06-29 08:18
  • 阅读 ( 915 )
Tang726119
Tang726119

0 篇文章

相关推荐