热寂说正确吗_百度作业帮
热寂说正确吗
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热寂说正确吗------------肯定是不正确的啦!.
这是个推测热寂说是对还是错？_百度知道
热寂说是对还是错？
热寂说是对还是错？
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绝对零度恐怕并非绝对零度.所以严格来说热寂的说法是错的
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世上的事情没有所谓的对错谁也分不清
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出门在外也不愁什么是“热寂”?具体告知!_百度作业帮
什么是“热寂”?具体告知!
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“热寂说”是热力学第二定律的宇宙学推论,这一推论是否正确,引起了科学界和哲学界一百多年持续不断的争论.由于涉及到宇宙未来、人类命运等重大问题,因而它所波及和影响的范围已经远远超出了科学界和哲学界,成了近代史上一桩最令人懊恼的文化疑案. 一、“热寂说”是谁提出来的? 毫无疑问,“热寂说”是热力学第二定律的提出者提出的.热力学第二定律的提出者有两人,一位是英国的开尔文勋爵(Lord Kelvin)（即威廉·汤姆逊,W.Thomson）,另一位是德国的克劳修斯(R.Clausius).那么,谁是“热寂说”的提出者呢?国内学术界大多数人都认为,“热寂说”的提出者是克劳修斯.持此说的人一般都以恩格斯《自然辩证法》中反复提到的“克劳修斯的第二原理”的说法作为根据.另外一条根据则是,“熵”的概念是由克劳修斯提出来的,而“热寂说”是反映宇宙中熵不断增大的一种极限状态,所以“热寂说”是由克劳修斯提出的. 事实上,如果仔细考察一下有关“热寂说”的历史文献,我们就会发现以上说法有误,至少是不准确的. 日,开尔文在《爱丁堡皇家学会议事录》上发表的《论自然界中机械能散逸的普遍趋势》一文指出：“在现今,在物质世界中进行着使机械能散失的普遍趋势……在将要到来的一个有限时期内,除非采取或将采取某些目前世界上已知的并正在遵循的规律所不能接受的措施,否则地球必将开始不适合人类像目前这样居住下去”.[1]在这篇论文中,开尔文首次指出,从卡诺定理可以得出一个明显的结果,即当热从热的物体传到比较冷的物体时,就存在着机械能不可能完全恢复的耗散现象.在自然界中普遍存在的这种不可逆转的机械能的耗散趋向,必然造成宇宙中热量的不断增加.其直接后果是,地球必将“不适合人类像目前这样居住下去”.显然,开尔文在这里对宇宙热寂的思想作了充分的暗示.十年后,即1862年,开尔文发表《关于太阳热的可能寿命的历史考察》一文,该文曾被收入1902年出版的《科普讲演与致辞》一书.引人注目的是,在这篇文章中间,开尔文在“运动停止和整个物质宇宙的势能竭尽”这句话旁边加了一条附注：“见日爱丁堡皇家学会会议录”上他发表的“《论自然界中机械能散逸的普遍趋势》一文”.[2]这是开尔文提出“热寂说”的一条重要证据（当然,这一证据并不能排除开尔文与克劳修斯争夺提出“热寂说”优先权的可能性）.另一条重要证据则是赫尔姆霍兹(H.Helmholtz)在1854年发表的《论自然力的相互关系》一文.在该文中,赫尔姆霍兹指出,"我们必须钦佩汤姆逊的聪明才智,他在一篇长期为人熟知的文章中,唯一地说热、物体的体积和压力能够识别出威胁宇宙的后果,虽然那肯定会发生在无限时间之后,会永远死亡".[3]虽然目前还不能最终肯定赫尔姆霍兹所提到的原文即是《论自然界中机械能散逸的普遍趋势》,但起码据此可以初步判断开尔文在1854年之前就已经提出了宇宙“热寂”问题.
阎康年根据自己对开尔文原作的考证认为,尽管在开尔文看来自然界中机械能耗散不可逆转的普遍趋势必然会造成宇宙中热量的不断增加,但是,宇宙中热量增加后是否会引起热平衡乃至“热寂”,开尔文却没有得出明确的推论.[4] 从以上分析可以看出,开尔文即使在1852年没有明确提出“热寂说”,至少也是提出了“热寂”思想的. 但是,开尔文传记的作者舍林(H.Sharlin)则认为,开尔文提出“热寂说”的时间应从1862年算起,因为他是在《关于太阳热的可能寿命的历史考察》这篇论文中才提出了“一个不可避免的宇宙静止和死亡状态”.[5]开尔文原文如下：“热力学第二个伟大定律孕含着自然的某种不可逆作用原理,这个原理表明虽然机械能不可灭,却会有一种普遍的耗散趋向,这种耗散在物质的宇宙中会造成热量逐渐增加和扩散,以及势的枯竭.如果宇宙有限并服从现有的定律,那么结果将不可避免地出现宇宙静止和死亡状态.但是,对宇宙中的物质广延设想一个界限是不可能的……”（[2],p.349～350）在这里,开尔文十分明确地提出了宇宙“热寂说”.但必须注意的是,从这段话可以清楚地看出,开尔文提出“热寂说”时是十分谨慎的,他做了一个基本假设--宇宙是有限的,在这个有限的系统里,热力学第二定律是正确的,宇宙才会不可避免地出现热寂状态.但是他又认为,把物质广延的宇宙看成是一个有限的体系是不可能的.因此,在开尔文的心中,他实际上并不能肯定热力学第二定律是否可以推广到他并不真正了解的整个宇宙,并由此得出宇宙“热寂说”的推论.
从文献上看,第二个提出“热寂说”的人才是克劳修斯.他于日在苏黎世自然科学家联合会上作了一篇题为《关于热动力理论主要方程各种应用的方便形式》的演讲,该文同年发表于德国《物理和化学年鉴》.克劳修斯在这篇文章中第一次引进了“熵”的概念,证明了熵在绝热过程中的增加,并将热力学定律表述为“宇宙的能量保持不变,宇宙的熵趋于极大值”这样两个宇宙的基本定律.他指出,当宇宙中的一切状态改变都向着一个方向时,全宇宙必然要不断地趋近于一个极限状态.实际上,这里所说的“极限”状态就是指“宇宙热寂状态”.[6]
克劳修斯正式提出“热寂说”则是在日.当时,他在法兰克福举行的第41次德国自然科学家和医生的集会上作了一篇题为“关于热力学第二定律”的演说.在这篇轰动一时的著名演说中,克劳修斯明确指出： “热总是从高温物体传到低温物体使得存在的温度差趋于消失,将逐渐地呈现越来越均匀的分布,而且在以太中的辐射热和物体所含的热之间也将出现一定的平衡.最后,物体分子的安排将接近于一定的状态,其中在相应的温度下总的离散度有最可能大的值. 我寻求把这整个过程用一个简单的定律表达出来,它将能确定地标志宇宙逐渐趋向的状态.我造了一个量,它与转化的关系跟能量与热和活的关系一样,即是,它等于所有的转化之和,这些转化是在使一个物体或是一群物体到达当前状态的过程中必然发生的.我叫这个量为熵.在一切正的转化大于负的转化的情形中,出现有熵增加.因此必然得出结论,在一切自然现象中熵的总值永远只能增加而不能减少,于是对到处不断进行的变化过程可以用下面的定律简短地表达：宇宙的熵趋向于极大. 宇宙越是接近于这个熵是极大的极限状态,进一步变化的能力就越小；如果最后完全达到了这个状态,那就任何进一步的变化都不会发生了,这时宇宙就会进入一个死寂的永恒状态.”[7] 实际上,克劳修斯在追述自己的思想时曾指出,他早在19世纪50年代初就已经有“能量退降”、“宇宙热寂”的思想了,只是他考虑到这个结论与当时很流行的关于热的观点有很大偏离而没有拿出来. 从以上可以看出,“热寂说”的思想产生于19世纪50年代初,几乎是伴随热力学第二定律的产生而产生的,开尔文和克劳修斯都进行过相关思考.然而最先提出"热寂说"的应该是开尔文而非克劳修斯.这一点,其实克劳修斯本人也是这么看的,他在1865年作的《关于热动力理论主要方程各种应用的方便形式》的演讲中就曾明确指出,“这个定律在宇宙中的应用,已得出一个结论,那是W.汤姆逊首先得出的,因此我才发表我所说的论文”.[8] 值得注意的是,开尔文和克劳修斯提出“热寂说”时是有所不同的,前者明确认为把热力学第二定律推广到宇宙是有条件限制的,也就是假设宇宙是一个“有限”的体系；后者并没有做这样一种限定,而是毫无条件地推广到了整个宇宙.在对“热寂说”的提出者进行客观评价时,这种区别是要特别认真对待的.不过,阎康年认为,克劳修斯把熵增原理推广到整个宇宙是出于数学上的考虑--他曾在1865年的《关于热动力理论主要方程各种应用的方便形式》论文中提到过这一点,只不过是在1867年的那篇著名演讲中“有意或无意地忽视或回避了在两年前提出的前提条件”.([4],p.182)由于这一问题超出了本文讨论的范围,在此不做赘述.
实际上,由于当时科学发展水平的限制,“热寂说”问题既无法用新的理论做出合理的解释,也无法用观测和验证做出做后判决,无论开尔文还是克劳修斯,也无论他们是否加上限定条件,都不能从科学上最终解决这个问题,这无疑就为后来的科学界与哲学界留下了一场旷日持久的争论.论克劳修斯的“热寂说”论的,热寂说,“热寂说”,克劳修斯,论热的,“热寂”,克劳修..
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论克劳修斯的“热寂说”
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