基于整体蒸发定律探讨热量从低温处自发传递到高温处的现象是否违背热力学第二定律

基于整体蒸发定律探讨热量从低温处自发传递到高温处的现象是否违背热力学第二定律

江正杰¹，冯跃春²，朱韵之³

1. 山东工商学院 人文与传播学院，山东烟台

2. 扬州市青少年科技教育协会，江苏扬州

3. 江苏省扬州中学，江苏扬州

摘要：热力学第二定律的克劳修斯表述为：热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。依据自发过程的自发性判据，蒸发无疑是一个自发过程。依据热力学第二定律，蒸发过程不可能发生热量自发地从低温处转移到高温处的现象。但是，依据液相整体蒸发定律，温差散热与蒸发散热是互为区别的，蒸发散热可以将热量自发地从低温处转移到高温处。整体蒸发不仅可以将热量从低温的水转移到高温的空气环境，而且也可以在均温的水中将热量从底部瞬间转移到液面，甚至也可以在非均温的上热下冷的水中将热量从低温的底部瞬间转移到较高温的液面。整体蒸发过程产生的蒸气泡自发聚集的现象是存在“麦克斯韦妖”的最明显案例。如果我们不将是否违背热力学第二定律的探索严格局限于封闭的热力学系统，这些实验结果似乎表明：凡是在液相整体蒸发定律起作用的地方， 都有可能产生违背热力学第二定律的现象。于是这些实验现象促使我们不得不接受整体蒸发定律， 也不得不接受热力学第二定律的经典表述存在局限性的事实，这是否意味着需要抛弃热力学第二定律的经典表述，甚至存在违背热力学第二定律的可能性，这是一个值得关注的问题。