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热二律是否可以用于非孤立系?

已有 4799 次阅读 2010-2-14 21:01 |个人分类:博客精神|系统分类:科研笔记| 地球, 热力学定律, 孤立系, 非孤立系

这个问题根本不是个问题。

上一个帖子最后提问:

如果热力学第二定律只在孤立系统才适用,而现实物理世界又不可能有孤立系统,那第一:这个定律是怎么来的?第二:这个定律岂不是完全无用?

有位ID为Wyat的先生做了很好的回答:

物理学定律经常使用理想状态作为前提,而推导结论的过程经常不是直接的真实实验。比如“在没有摩擦的条件下……”。
严格来说,这些要求理想状态的基本定律确实是不可以直接应用在实际系统的,但是可以处理后使用,例如将摩擦处理成阻力之后,还是可以应用惯性定律的。

物理学惯用的方式是建立模型。模型是一种理想的状态。如果我们严格按照模型的要求,连能量守恒定律也不能用,因为热一律也要求是孤立系统。模型虽然与现实有差距,但是又与现实有关,不然物理学就成了纯数学。比如热力学有理想气体模型,理想的气体,现实世界当然没有,但是,理想气体模型推出的很多结论,却是通用的。加上一些约束条件,边界条件,就可以在一定的近似范围内,描述现实气体。
一定的近似范围内,这一点很重要。对于某些问题,如果要求更好的近似,就要使用范德瓦尔斯模型。但是在很多时候,理想气体模型和范氏模型的结果,差别极小,小到看不出来,那就不如直接应用理想气体模型了。

热一律在现实中普遍应用,没有人强调,现实世界不存在孤立系统,所以这个定律不适用,由此推出的结论也不适用。而热二律就常常遇到这个问题,为什么呢?因为那些人不喜欢从热二律推出的结论。

能量总是从有用的变成无用的,物质总是从可用的变成不可用的。这个热二律的推论很多人不喜欢,就整出来什么孤立系来,貌似很懂物理,其实一知半解。那些不懂物理也不喜欢这个结论的人,就跟着起哄。

热一律是个经验规律,迄今为止没有反例。热二律虽然是从理想气体的卡诺循环中推出来的,但也能推而广之,对所有物质形态都适用。热力学是物理学中,最俱普适性的一个分支。

热二律可以解释很多现实中的现象,比如我在
《第三类永动机》中,给出一个这样的例子:

比如你从冰箱里取出一块冰,放在手上,冰很快会化成水,水又会化成气;同时,屋子里的温度会降低一点点儿,湿度会增高一点点儿。这个过程是一个人所习见、 人所共知的正常过程,这个事件的序列就给出了时间的方向。反过来,如果你看到了它的逆过程:你的手上忽然浮现出一颗水珠,水珠越来越大,然后变成一个冰 块,同时,室内的温度增高一点点儿,湿度降低一点点儿,你一定会诧异万分,不是屋子出了毛病,就是你在看电影。这个逆过程虽然不违背热一律,但是违背热二律。

冰箱,房屋,哪一个是孤立系?都不是。那是否我这个解释就不成立了?当然成立!除非有人给我举出一个反例来!只有这样的反例,才能对我的推论构成挑战。没有反例,只是空口白牙地说:地球不是孤立系,所以你错了,那不是扯嘛!

那么,热二律是否可以用在地球上呢?当然可以了,就要看你怎么用,会不会用?从现实中,抽象出与理想模型相匹配的部分,这叫把物理学的一般思想,应用到具体的现实中。

具体我是怎么用的,我早就说过了,所以就不说了。请读
《第三类永动机》

https://wap.sciencenet.cn/blog-309667-295052.html

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