熵的神秘國度(Entropy demystified:The Second Law Reduced to Plain Common Sense with Seven Simulated Games)*自然科普類*暢銷書榜~推薦!

作者:貝南/著;牟中原/審訂
譯者:王碧
出版社:天下文化
出版日期:2013/08/30
語言:繁體中文

定價:330元

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ISBN:9789863202608
規格:平裝/206頁/15.1x22.8cm/普通級/部份全彩/初版
出版地:台灣
本書分類:自然科普>物理/化學>概論

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湯馬斯(William Thomson, 1824-1907),也就是後來的凱文公爵,是第一個闡述熱力學第二定律的人。基本上,凱文的闡述是:世上不存在一種熱機在循環操作時,能將從熱庫吸收的能量完全轉化成功。

雖然這樣的引擎並不違背熱力學第一定律(能量守恆律),它的確給在兩不同溫度熱庫間操作的引擎,所能做的功量,畫上了上限。

簡單來說,熱是一種能量形式,熱力學第二定律說明,把熱能完全轉化為功是不可能的(雖然反其道是可能的,也就是把功完全轉化成熱;比如說用磁石攪拌溶液,或用機械轉動輪子攪拌液體)。這樣的不可能性有時候敘述為「第二類永動機是不存在的」。如果這樣的「永動機」存在的話,我們就可以用海洋這麼大的熱庫,來驅動一艘船前進,而僅使海水溫度降低一點點。不幸的是,這是不可能的。

另一種熱力學第二定律的陳述,是稍晚由克勞修斯提出的。基本上,克勞修斯的陳述是每個人都已經看到的:熱永遠都由高溫的物體(因此它會降溫)往低溫的物體(因此它會升溫)流動;我們從來不曾觀察到相反的過程自然發生。所以克勞修斯指出沒有任何一種程序,可單純把熱從冷的物體傳給熱的物體,當然我們可以藉由對流體做功來達到這樣的熱流動(此為冰箱的原理)。克勞修斯宣稱我們觀察到的熱從熱體傳到冷體的自發過程,無法以相反的方向進行。圖1.2說明了這件事,兩個原本隔離的物體接觸後達到熱平衡。

雖然凱文跟克勞修斯的敘述不同,但事實上是共通的;雖然並非顯而易見,但是只要一個簡單的論述就可以證明,在任何一本基礎熱力學教科書都可以看到。

熱力學第二定律還有許多不同的表述形式,比如說,局限在體積V裡的氣體,如果移除分隔使它擴散,永遠只會往一個方向前進(圖1.3),氣體將膨脹占滿整個新體積2V。我們絕對不會看到一個自發的相反情形:占滿2V的氣體自己收縮到一個比較小的體積V裡頭。

還有更多熟悉的過程都只朝單方向發展,而絕對不會逆向進行,如圖1.2、 圖1.3、圖 1.4、圖 1.5所示。熱從高溫往低溫傳導,物質從高濃度往低濃度流動,兩種氣體自動混合,一小滴的彩色墨水滴入一杯水,顏色將會均勻擴散到整杯水(圖1.5);我們從來沒看過這些過程逆向發生。


ISBN:9789863202608
規格:平裝/206頁/15.1x22.8cm/普通級/部份全彩/初版
出版地:台灣
本書分類:自然科普>物理/化學>概論

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資料來源:[博客來BOOKS網路書店] http://www.books.com.tw/exep/assp.php/ap/products/0010597861?utm_source=ap&utm_medium=ap-books&utm_content=recommend
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