熱力學第二定律不是「天經地義」的「鐵律」

2020-12-25 電科技


北京百慧製藥公司   高級工程師   劉榮逵

世界級的科學權威已給熱力學第二定律下了不得違反的禁令。但是我們並不迷信權威，我們更尊重「實踐是檢驗真理的唯一標準」的準則。熱力學第二定律的實質就是：熱量只能自發地從高溫向低溫順向流動，而從來不反流。如果發現了熱量「反流」的事實，熱力學第二定律的實質就被突破了。其實，客觀上存在許多熱力學第二定律的反例：

1 . 當將一根鋼筋棍的下端揷入鋼水中燒紅,然後又將燒紅的下端揷入冷水中冷卻,手握的上端並不跟著冷卻,卻是越來越熱,,好像原來鋼筋棍下端的熱被冷卻驅趕至手握端,使人感覺冷能驅趕熱,使熱從冷處流向熱。顯然這是違反熱力學第二定律的實例。

2 . 用暖水瓶電熱器將暖水瓶中的水燒開,關掉電源後,將電熱器從暖水瓶中取出,,並在冷水中冷卻, 手握的絕緣柄端並不跟著冷卻,反而越來越熱,這又是冷把熱從冷端驅趕至熱端. 顯然這又是一個違反熱力學第二定律的實例。

3. 現在做一個實驗：只將AB銅管的下端A端插入（上端B端不插入）熱水中加熱時，加熱不達穩態即將A端從熱水中拔出再插入冷水中冷卻降溫時，其未進入冷水的上端B卻在升溫。B端所以升溫，說明它得到新增熱量。這熱量是從被冷卻的低溫區A方向來的，於是發生了熱量從低溫區A方向向高溫區B端逆向流動的現象

當將冷卻未達穩態的銅管AB的下端A從冷水中拔出再插入（上端B端不插入）熱水中加熱時，其未進入熱水的上端B卻在降溫。B端所以降溫，說明它輸出了熱量，這熱量是向高溫的A方向輸出的，於是又發生了熱量從低溫區B端向高溫區A方向逆向流動的現象。這熱量的逆向流動，突破了熱量從來不反流的熱力學第二定律。

4. 把水鍋中的水在煤氣火上燒開後, 突然關掉煤氣火, 水面上會突然出現大量的水蒸汽。過去用水蒸汽是看不見的, 關火後水蒸汽變成水滴就能看見了的方法來解釋。這種說法掩蓋了實質，關火後水的熱容量並不會突然消失，水蒸汽怎能突然降溫成水滴？應該用熱量「反流」的觀點，「冷熱『感應』」的觀點，冷逆向驅熱的觀點來說明才靠譜。

5 . 熱力學第二定律不能解釋為十麼熱水比冷水結冰快，這是一個重要的違反熱力學第二定律的實例。該問題將由專文來說明（見本人的「為什麼熱水比冷水結冰快？的非熱力學的「另類」解釋」。）

------ 等等。

上述這些熱量「反流」的反例必將突破熱量從來不反流的熱力學第二定律。

熱力學第二定律與人類

熱力學第二定律對於宇宙和人類都具有重要意義。無論它有多少表述，從根本上說，它都可以歸結為「熱學中有一個基本現象是趨向平衡態，為了趨向平衡態，當兩個溫度不等的物體接觸時，熱量總是從高溫流往低溫物體，從來不反流。」它是宇宙創生於宇宙大爆炸的理論依據和直接理由，它明示了宇宙的開始和未來，。對於生產來說，它是兩種動力機器的理論基礎。對於人類的生活來說，是人類必須遵守的熱量流動規律，例如人手拿一個燒紅的火炭，一定是熱量從高溫的火炭傳入低溫的人手，把手給燙焦，而不會是手把火炭給燙焦。在日常生活中，人若是不遵守熱力學第二定律，就會挨燙。所以熱力學第二定律對於人類來說，簡直成為必須遵守的「鐵律」。因此，曾經驗證過相對論的世界著名科學家愛丁頓對熱力學第二定律做過十分肯定的評價，他說：「如果發現你的理論違背了熱力學第二定律，我就敢說，你沒有指望了，你將丟盡了臉，垮臺！」。在他看來，誰違背了熱力學第二定律，誰就得垮臺。

電科技專注於TMT領域報導，青雲計劃、百+計劃獲得者。榮獲2013搜狐最佳行業自媒體人稱號、2015中國新媒體創業大賽總決賽季軍、2018百度動態年度實力紅人等諸多大獎。

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  • 由「熱力學第二定律」想到的
    今天看到了一個新名詞「熱力學第二定律」，這好像以前在高中物理書上學到過，只可惜年歲漸長，知識卻慢慢還給老師了。「熱力學第二定律」，意思是說一個孤立的系統會自發地朝著一個熱平衡狀態去演變，這個熱平衡狀態即最大熵。
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    二、熱力學第二定律在物理學中，反映宏觀自然過程的方向性的定律是熱力學第二定律。2.對熱力學第二定律的理解熱力學第二定律的兩種表述都有「而不引起其他變化」，這是我們理解這一定律的關鍵。這個過程可以向一個方向自發地進行，但是向相反的方向不會自發進行。要實現相反方向的過程，必須藉助外界幫助，因而產生了其他影響或引起其他變化。也就是說在引起了其他變化的情況下，熱量也可以從低溫物體傳到高溫物體。
  • 物理化學|熱力學第二定律
    兩熱源的溫差越大，熱機的效率越大，熱量的利用越完全；兩熱源的溫差越小，熱機的效率越低②　若T2-T1=0，即等溫循環過程中，熱機效率等於零，熱量一點也不能轉變成功③　若T1=0，熱機效率等於100%，但這是不可能實現的，因為絕對零度達不到，因此熱機效率總是小於1的表述：①　在同一高溫熱源和同一低溫熱源之間工作的任意熱機，卡諾熱機的效率最大，否則將違反熱力學第二定律
  • 【WH002】物理化學知識點總結02——熱力學第二定律
    熱力學第二定律1. 熵及熵判據(1)熵：,熱力學基本方程式(1) 熱力學函數之間的關係H=U-pV,A=U-TS，G=H-TS=A+pV；(2) 熱力學基本方程式在組成不變的封閉系統中，發生非體積功為0的、微小可逆變化過程中，根據熱力學第一定律（dU=δQr+δWr）和熱力學第二定律（）可得dU=δQr+δWr=TdS-pdV——熱力學第一定律和熱力學第二定律聯合公式
  • 熱力學定律很簡單
    2．條件性能量守恆定律是自然界的普遍規律，某一種形式的能是否守恆是有條件的。3．第一類永動機是不可能製成的，它違背了能量守恆定律。知識點三、熱力學第二定律1．熱力學第二定律的兩種表述(1)克勞修斯表述：熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體。
  • 熱力學定律背後的故事
    熱力學有四個最基本的定律，簡而言之：第一定律——能量守恆；第二定律——熵增原理；第三定律——絕對零度不可抵達；第零定律——熱平衡的傳遞性。這四個定律構成了熱力學的基礎，應用非常廣泛，然而你知道他們是怎麼被發現的嗎？
  • 捋一捋熱力學第零、第一、第二、第三定律都說了些什麼?
    捋一捋熱力學第零、第一、第二、第三定律都說了些什麼？一，熱力學第零定律首先我們來看一看，什麼是熱力學第零定律。說起來這個第零定律，他還有一段歷史，在人們發現熱力學第一、第二、第三定律以後，人們發現，有一個比第一定律，還要更基本的熱力學定律，但由於第一定律已經被佔用，就將其命名為熱力學第零定律。（有這麼一種說法）熱力學第零定律指，當一個熱力學系統A和另外兩個熱力學系統B、C分別達到熱平衡狀態時，那麼熱力學系統B、C也是熱平衡狀態。
  • 熱力學基本定律否定了永動機,那地球自轉了46億年怎麼解釋?
    熱力學基本定律自從提出之後，就沒有不遵守它的事物，而它也從理論上否定了永動機的存在。可地球自轉了46億年，這怎麼解釋，它是我們要找的永動機嗎？蒸汽機車但是熱力學的兩基本定律，卻直接否定了永動機，它不可能存在。熱力學基本定律是現代科學中的鐵律之一，起碼到現在為止，我們還沒有發現有事物能違背它們而存在，世間萬物都遵守這一定律。