使用卡诺循环确定相变温度的变化
摘要：克劳修斯-克拉珀龙关系在其他一阶相变中的类似情况，如I型超导体中，使用非常基本的方法得出，并没有涉及熵或吉布斯自由能的更高级概念。推理基于开尔文对热力学第二定律的表述，应该适用于高中生。在回顾卡诺循环的一些基本事实后，我们介绍了两个非常不同的离散相变系统（冰/水和正常/超导体），并构造了利用这些系统的性质来产生工作的引擎。在每种情况下，我们表明如果转变温度$T_tr$与其他参数（如压力或磁场）无关，那么就可能违反开尔文的原理，即构造出一种第二类永动机。由于所提出的循环过程可以在温度无限小变化的极限下实现可逆，它们的效率必须等于普通卡诺循环的效率。我们立即得到了一个形式为$dT /dX = f(T, X)$的方程，它决定了转变温度如何随参数$X$变化。
作者：Oskar Grocholski, Kornel Howil, Stanis{l}aw Rakowski, Piotr Maksymiuk
论文ID：2109.11031
分类：Popular Physics
分类简称：physics.pop-ph
提交时间：2022-01-12