據“流”和“力”的函式關係,將非平衡態熱力學劃分為近平衡區(線性區)和遠離平衡區(非線性區)熱力學。這種理論稱為廣義熱力學,另一種研究非平衡態熱力學的理論是理性熱力學。它是以熱力學第二定律為前提。從一些公理出發,在連續媒質力學中加進熱力學概念而建立起來的理論。它對某些具體問題加以論證,在特殊的彈性物質的應用中取得了一定成果。
非平衡態熱力學領域提供了對不可逆過程宏觀描述的一般綱要。對非平衡態熱力學或者說對不可逆過程熱力學的研究。涉及廣泛存在於自然界中的重要現象,是正在探討的一個領域。如平衡態的熱力學和統計力學的關係一樣,從微觀運動的角度研究非平衡態現象的理論是非平衡態統計力學。
第二定律
熱力學第二定律主要內容?1。熱傳導的方向性
熱傳導的過程是有方向性的,這個過程可以向一個方向自發地進行,但是向相反的方向卻不能自發地進行。
2。第二類永動機
只有單一的熱源,它從這個單一熱源吸收的熱量,可以全部用來做功,而不引起其他變化。人們把這種想象中的熱機稱為第二類永動機。第二類永動機不可能製成,表示機械能和內能的轉化過程具有方向性。
3。熱力學第二定律
熱力學第二定律有多種表述。下面給出常見的兩種。
一種表述是:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化。這是按照熱傳導的方向性來表述的。
另一種表述是:不可能從單一熱源吸收熱量並把它全部用來做功。而不引起其他變化。這是按照機械能與內能轉化過程的方向性來表述的,它也可以表述為:第二類永動機是不可能製成的。
4。能量耗散
能量耗散是從能量轉化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有的方向性。
研究物件
自然界物質運動形式具有多樣性;除了存在如汽車、火車的執行。車床飛輪的飛轉,天體運動等一類現象之外;還有物質的熱脹冷縮、熱傳導、擴散;導體電阻率隨溫度變化及物質可進行固、液、汽三種狀態的變化等另外一類現象。前者的特徵是物體的空間位置發生變化;被稱為機械運動現象,力學研究其規律;仔細分析後一類現象,會發現存在一共同的特點,即都與溫度有關。我們將這一類的物質物理性質隨溫度變化的現象稱為熱現象。
熱現象的產生是物質內部大量分子無規則運動導致的。當討論和研究熱現象規律時,物體的整體宏觀機械運動已不再屬於討論的範疇;人們將目光投向物質內部大量分子運動上。區別於機械運動物理概念,人們將由大量無規則運動的分子所組成的宏觀物質以熱現象為主要標誌的運動形態稱為熱運動。
熱現象是熱運動的宏觀表現;熱運動是熱現象的微觀本質。
熱運動不是孤立,往往在一定條件下可向其它運動形態轉化。如摩擦生熱、揮發降溫、氣缸內氣體吸熱對外做功、電流透過電阻發熱和溫差電池等。因此研究熱運動同其它運動形態轉化的規律也是熱學研究的另一個重要基本內容。
熱學是研究物質熱現象、熱運動規律以及熱運動同其它運動形式之間轉化規律的一門學科。(未完待續)
254 物理學之聲學 上
聲學是物理學一個分支,多科性的學科。是研究媒質中機械波的產生、傳播、接收及其效應的科學。媒質包括物質各態(固體、液體和氣體等),可以是彈性媒質也可以是非彈性媒質。機械波包括振動,聲音,超聲和次聲。聲學在現代社會的各方面都有重要的應用;最顯著的例子是無線電波和噪音的控制工業。
聲學是研究媒質中機械波(即聲