基本介紹
- 中文名：開爾文－普朗克表述
- 外文名：Kelvin - Planck Expression
- 領域：熱力學
- 屬性：熱二律的其中一種常見描述
- 相關名詞：克勞修斯表述
簡介,理解,熱力學第二定律的兩種描述,開爾文表述注意要點,兩種表述的關係,
簡介
開爾文－普朗克表述：不可能從單一熱源吸取熱量，並將這熱量變為功，而不產生其他影響。它屬於熱力學第二定律的其中一種常見描述，另一種常見描述是克勞修斯表述。
理解
不可能從單一熱源取熱，並使之完全轉變為有用功而不產生其它影響。
理想氣體T過程：q = w
熱機不可能將從熱源吸收的熱量全部轉變為有用功，而必須將某一部分傳給冷源。
熱機： 連續作功，構成循環。有吸熱，有放熱。
第二類永動機： 構想的從單一熱源 一熱源取熱並使之完全變為功的熱機。
熱力學第二定律的兩種描述
我們都知道這兩種常見表述是等價的，但我們應該清楚熱力學第二定律並不是實驗定律，它是經驗的理論定律。這是它與其他物理定律的不同之處，而且從表述上我們可以明顯的發現，熱力學第二定律還有一個更大的不同，就是它的敘述是個否定句而不是一般的陳述句，所以要理解好熱力學第二定律一定要小心。
要理解好克勞修斯表述，一定要注意‘自發’，它實質上指出了一個事實：熱量不能自發的從低溫物體傳向高溫物體。當我們注意到‘自發’，就可以說“熱量可以從低溫物體傳向高溫物體。”電冰櫃恰好是一個實質性例子，它只是消耗了電能，並非自法進行，因此並不違反熱力學第二定律。
開爾文表述注意要點
1.單一熱源的概念；
2.不產生其它影響的意義，它實際上隱含了做功系統的狀態不變，即系統必須經歷一個循環過程。所以開爾文表述實質上指出了這樣一個事實：熱不能自發地完全變為有用功。也就是說要使熱量完全轉化為功，肯定會發生其他變化；
綜上所述，可以完全得出：存在其他變化時，熱量可以完全轉變為功。以下舉出一個容易說明問題的例子----等溫膨脹。
在等溫膨脹過程，明顯過程中氣體將從外界（單一熱源，即一個恆溫熱源）吸取的熱量全部變為有用功推動活塞工作。這一過程中發生了其它變化，即氣體體積、壓強的變化。所以熱力學第二定律並不限制這樣的過程的發生。
兩種表述的關係
既然從不同側面描述的是同一事實， 同一本質， 那么各種描述必然是等效的，僅僅是描述角度不同而已。
違反一種表述必違反另一種表述!!!
證明1：違反開表述導致違反克表述
反證法： 假定違反開表述
熱機A從單熱源吸熱全部作功Q1 = WA
用熱機A帶動可逆制冷機B取絕對值
違反克表述。
證明2：違反克表述導致違反開表述
反證法： 假定違反克表述
Q2熱量無償從冷源送到熱源，假定熱機A從熱源吸熱，對外作功WA，對冷源放熱Q2
冷源無變化 ，從熱源吸收Q1-Q2全變成功WA。
違反開表述。
