T11 自发过程与非自发过程

目标:解释不可能发生的过程与自发过程。

图T11中有一只鸡放在冰凉的厨房中。冰冷的环境没有向鸡传递热量，所以鸡没有被加热。

热量不可能由冷物体传给热物体。如果可能，冷物体所释放的热量应等于热物体所吸收的热量，冷物体的熵减值要大于热物体的熵增值，体系总熵值减小(译者注:参看T4专题中的ΔS公式)。而熵减的过 程是违反自然的，所以热量不会由冷物体传给热物体。

 

   由图T11可以看到，炖锅并不是自动发热，而要靠外界的热量加热。热的炖锅向环境释放能量，锅里的气压推动锅盖上下跳动。当盖子升起，锅中的压力释放出来，锅盖落回，保持平静，直到蒸汽压再一次增大，重新推起锅盖。

如果持续加热，锅盖会接连跳动不停。在这个过程中，即使只有部分热量由炖锅传给环境，也是炖锅的熵减小，而环境的熵增加，剩余的能量用来做功，将锅盖掀起。可用来做功的能量称为自由能。我们可以运用这个原理解释蒸汽机是怎样工作的。

电冰箱的工作过程不违反自然。冰箱内部的热量被移走，传递给环境，所以冰箱内部为低温。

热量由冷物体向热物体(例如一盘鸡)传递会造成体系的熵减小。因此，只有当额外的热量补充到热 环境中时，这种过程才能发生。电冰箱就是一个例子。额外的能量由冰箱工作的压缩机提供，因而必须向体系提供电能压缩机才能运转。