Kelvin-Planck statement

熱力學第二定律的各個面相(二)

熱力學第二定律的各個面相(二)
The different viewpoints about the second law of thermodynamic (II)

國立臺灣師範大學化學系兼任教師 邱智宏

連結:熱力學第二定律的各個面相(一)

接者我們以圖解的方式來驗證違反凱文-普朗克的說法,是不是也同時違反克勞修斯的說法。首先我們假設有一部違反熱力學第二定律的熱機,能將熱貯所吸取的熱量$$(Q_1-Q_2)$$,並完全對外做功$$(w)$$,不需對冷貯排熱,其裝置詳如圖二的左半部。

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圖二$$~~~$$熱力學第二定律的凱文-普朗克說法和克勞修斯說法等價的證明示意圖。如果能製造出將熱完全轉換成功的熱機,便能製出不需作功,即能將熱由冷貯傳至熱貯的熱泵。

熱力學第二定律的各個面相(一)

熱力學第二定律的各個面相(一)
The different viewpoints about the second law of thermodynamic (I)

國立臺灣師範大學化學系兼任教師 邱智宏

初學物理化學的學子,對於熱力學第二定律的主要內容:熵(entropy),往往不容易掌握,也經常造成誤解,尤其不同教科書在介紹第二定律時有多種不同的說法,例如凱文-普朗克的說法(Kelvin-Planck statement)、克勞修斯的說法(Clausius statement)及熵的說法(entropy statement)等,使學子無所適從,淪為瞎子摸象,各執一詞。

其實這些說法都是同一件事理的不同表徵,彼此是一體的數個面相,本文捨棄較繁瑣嚴謹的論證,改以簡易的圖解方式說明,這些對第二定律的不同說法只是以不同的文字說明相同的道理,彼此具有等價性(equivalence)。