发布于：2006-07-24 17:29:24
来自：站务休闲/闲聊茶吧
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今天正打算写一个这些概念的科普。hoho
人类认识能量有一个长久过程，而认识功和热并建立其之间的联系更
是一个戏剧一样的过程，这其间有人首先幻想发明一种可以永动的机器
，这里指第一类永动机，违反热力学第一定律，不需要能量就可以在
那里永动，这个梦想在我们许多人小的时候都有过。可是至今这个机器
没有造出来，但在制造这个机器的过程中人类发明了许多先进的机械装置，
可真是歪打正着。这些人远远不像热力学课本上说的那么愚蠢。：）
第一类永动机造不出来的愿意是因为违反了一个经验定律，即热力学第一定律，
能量在变换的过程中是守恒的，在量上是相等的，所以一个永动而“不需要其他
能量”的机器自然是造不出来的。可是要让机器永动还是很容易的，你家的空调
别关别停电就行了。这其间人类统一了热和功，终止了热质说，热和功都是能量，
热的蒸汽冲进汽轮机可以做功，简单想，汽的温度越高，可能做出的功越多，这
部分就是蒸汽的内能u＝f（T），汽在膨胀做功，极端情况，如果周围的空气压力比
蒸汽还大，空气反而对蒸汽做功了，所以还有一部分膨胀功与压力和比容有关，即
pv，至此，引入焓＝u＋pv，是一个能量的综合，只与p，t，v有关是状态参数，状态
定了，h就定了。所以热交换器，气轮机工质（里面流动的东东，可能是水，蒸汽，
氟利昂）进口h1－出口焓h2就是工质交换的热，或者做的功。q＝h1－h2；w＝h1－h2。
上面说的h为比焓（比表示1kg物质的东东），是由动态开口系统引出的，但它是状态参数，
是工质本身携带的能量的参数表示，不管这蒸汽是静在汽缸还是飞速冲出，其h都是这么多
。可是撞到停在路边的车眼镜碎了，撞到60迈的车脑袋碎了。蒸汽带着速度前进的话，还有一
个机械动能，如果从天上冲下，还有机械势能，可是上帝家不生产这个。工程上，一般只是
动能，那么做功能力现在升级为了h＋V^2/2，如果你是superman，绝能地让其V^2/2这部分安
静下来，现在蒸汽的h变成了上面总和，是为总焓，滞止焓。类似的概念出现在气动和流体
力学中，就成了静压和动压和全压。
先发了，下个帖子继续。
【 在 perturbation (吃亏就是占便宜|从不占便宜) 的大作中提到: 】
问一些基本概念及其物理意义
: 熵
: 焓 总焓 滞止焓
: yong 火用 wu 火无
: ...................
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标 题: Re: 问一些基本概念及其物理意义
发信站: 水木社区 (Sun Jul 23 17:37:00 2006), 站内
上面说了焓，讲了热力学第一定律，说明了热过程中能量怎么变化。
怎么变化？ft，当然是不变化，原来多少还多少。
上面还说了，只要提供能量还是可以让机器永动的。
老婆1：空气中的能量好多好多啊，gg，咱们别给电卡冲钱了，用空气的热来开空调吧；
老婆2：海水中的能量也好多好多啊，gg，咱们别给电卡冲钱了，用海水热来看电视吧；
gg：你们两做饭去，我要讲热力学第二定律了。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
两个老婆都还没有学热力学第二定律，想造第二类永动机，这媳妇我也管不了了。
焦耳说了，别拿热不当能量，可热可以用来去做饭，在用来直接看电视的时候为啥不行了？
原来热不是随便可以转换成功的，具体说吧，你出拳机械功W可以打倒别人，你放热Q1＝W，
也许就打不倒别人，何况大热天根据热力学第二定律(热不能从低温热源传到高温热源而不
引起环境的改变，这就是克劳休斯表述）你放热也困难。好吧，你去空调房间，
打开空调通过“改变环境”去放热，你放的热Q1有一部分Q2要传给低温的物体，剩下的Q1－
Q2才能够成为功，这就是郁闷时候出拳来得快，躲在空调房间降温去火来得慢的热力学原因。
ft，讲的好罗嗦啊，经验告诉我们第二定律也是一个经验定律，只能评经验来讲了。
一句话你不能把热放到更热的地方而不开空调。这就是第二定律的许氏表述。喀喇氏有个数学
表述抽象地和我这个具体地具体的一样抽象（绕口吧，科学就是这样啊）。
上面引出了第二定律许氏表述，10摄氏度的工质和1000摄氏度的工质在向5摄氏度的物体放
同样的热做功，直观一想1000度的应该牛。确实，卡诺用热质说错误地证明了一个正确的
定理－－卡诺定理可以解释这个，这个定理主要想告诉我们放的热最多有多少能成为功去打倒
抢走老婆3的那个人。也就是热变功的最大效率。卡诺说这个效率撒跟你自身的温度T1有关撒，
你越热越能放热，还跟你家空调温度有关撒，你家空调温度T2越冷撒，越容易吸热撒，他废话
很多，还带口音。其实公式就是：效率n＝1－T2/T1。
这里看到了原来10度的和1000度的果然不一样，同样放出Q热，产生的功还不一样多，由此引
入一个Q/T的概念，就是熵了，熵在一定程度上对能量h进行了补充，表达了能量质的意思，熵
越小越牛，同样是大学生，能量都是4年，质还是有区别的，人家1000度，放的热是你能比的吗？
对一个孤立系统而言，熵增>=0,如果经历可逆变化其熵不变，如果经历不可逆变化,熵
增大，这就是孤立系统熵增原理。现实中又不存可逆变化，克劳休斯于是恐吓，熵越来越
大，最后世界就热寂死。世界末日吗？不，我未成名卿未嫁，当然不会的了。热力学第二定律在
微观领域和更大的宇宙领域都是不适合的，微观核自旋实验发现了负的绝热温度，宏观上发现了黑洞。
但是热力学第二定律在工程领域出个题考试用还是可以的。
既然同样多的能量还是有质的区别的，我们的熵又在一定程度上表明了质的意思，伟大的
研究者为了发牛paper自然会提出来即能表达量又能表达质的概念，于是yong火用诞生了，
火无诞生了，yong就是同样的热量能够转化为有用功的部分。wu就是不能转化的部分。
进一步提出了yong效率，就是你收到yong/付出的yong，yong效率能够从量和质上综合
评价能量转化过程中的效率。举例来说拿电采暖收到的热/付出的电，效率在95％以上，
可是如果用yong效率来看，这一举措实在是祸国殃民，主要是我们国家火电为主，每一度电
都有煤矿工人的血汗。如果电力易得的地方就另当别论了。
吃饭去了，两个老婆用低位的热做了高味的饭。：）
【 在 perturbation (吃亏就是占便宜|从不占便宜) 的大作中提到: 】
: 熵
: 焓 总焓 滞止焓
: yong 火用
: ...................
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