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10 关系: 卡諾熱機，卡诺循环，不可逆性，凱斯西儲大學，热力学，热力学第二定律，热质说，热效率，絕對溫度，燃料电池。
卡諾熱機
卡諾熱機是一個依卡諾循環運作的虛擬引擎，其基本架構是由尼古拉·卡诺在1824年建立，在1834年時埃米尔·克拉佩龙擴充了卡諾熱機的概念，在1857及1866年提出熵的概念時，魯道夫·克勞修斯也對卡諾熱機進行數學的闡述。 每一個熱力學系統都有其特定的狀態，當一系統在幾個不同的狀態之間變化，最後回到原來的初始狀態時，就產生了熱力學循環。熱機的特性是在熱力學循環的過程中，系統會對外界作功。.
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卡诺循环
卡诺循环（Carnot cycle）是一個特別的熱力學循環，使用在一個假想的卡諾熱機上，由法国人尼古拉·卡诺于1824年提出，埃米尔·克拉佩龙於1830年代至1840年代擴充，是為了找出熱機的最大的工作效率而分析热机的工作过程。 卡諾循環全由可逆過程組成，其中包括：.
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不可逆性
在热力学领域中，不可逆过程（Irreversible process）是相对可逆过程而言的，指的是在时间反演变换下只能单向进行的热力学过程，这种热力学过程所具有的性质被称作不可逆性。从热力学角度而言，自然界中所有复杂的热力学过程都具有宏观上的不可逆性。宏观上不可逆性现象产生的原因在于，当一个热力学系统复杂到足够的程度，组成其系统的分子之间的相互作用使系统在不同的热力学态之间演化；而由于大量分子运动的高度随机性，分子和原子的组成结构和排列的变化方式是非常难于预测的。热力学状态的演化过程需要分子之间彼此做功，在做功的过程中也伴随有能量转换以及由分子间摩擦和碰撞引起的一定热量的流失和耗散，这些能量损失是不可复原的。.
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凱斯西儲大學
凯斯西储大學（Case Western Reserve University）是美國的一所研究型私立大學，位於俄亥俄州的克里夫蘭市。該校是由凱斯理工學院（由慈善家倫納德·凱斯創立於1880年）及西方儲備大學（在1826年由康乃狄克西部儲備區創立）於1967年合併而成。历史上著名的证明光速不变性的邁克爾遜-莫雷实验，就是1887年在这里进行的。而邁克爾遜也成為第一個贏得諾貝爾科學獎的美國人。 在俄亥俄州，凯斯西储大學是第一學府也是最大的私立研究型大學。它提供文理、工程、法律、管理、醫科、牙科、護理及社會科學的教學與學術研究。 該校已有16名校友及教授獲諾貝爾獎。.
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热力学
热力学，全稱熱動力學（thermodynamique，Thermodynamik，thermodynamics，源於古希腊语θερμός及δύναμις）是研究热现象中物态转变和能量转换规律的学科；它着重研究物质的平衡状态以及与準平衡态的物理、化学过程。热力学定義許多巨觀的物理量（像溫度、內能、熵、壓強等），描述各物理量之間的關係。热力学描述數量非常多的微觀粒子的平均行為，其定律可以用統計力學推導而得。 熱力學可以總結為四條定律。 熱力學第零定律定義了温度這一物理量，指出了相互接觸的两个系統，熱流的方向。 熱力學第一定律指出内能這一物理量的存在，並且與系統整體運動的動能和系統与與環境相互作用的位能是不同的，區分出熱與功的轉換。 熱力學第二定律涉及的物理量是温度和熵。熵是研究不可逆过程引入的物理量，表征系統通過熱力學過程向外界最多可以做多少熱力學功。 熱力學第三定律認為，不可能透過有限過程使系統冷却到絕對零度。 熱力學可以應用在許多科學及工程的領域中，例如：引擎、相變化、化學反應、輸運現象甚至是黑洞。熱力學計算的結果不但對物理的其他領域很重要，對航空工程、航海工程、車輛工程、機械工程、細胞生物學、生物醫學工程、化學、化學工程及材料科學等科學技術領域也很重要，甚至也可以應用在經濟學中。 热力学是从18世纪末期发展起来的理论，主要是研究功與热量之間的能量轉換；在此功定義為力與位移的內積；而熱則定義為在熱力系統邊界中，由溫度之差所造成的能量傳遞。兩者都不是存在於熱力系統內的性質，而是在熱力過程中所產生的。 熱力學的研究一開始是為了提昇蒸汽引擎的效率，早期尼古拉·卡諾有許多的貢獻，他認為若引擎效率提昇，法國有可能贏得拿破崙戰爭。出生於愛爾蘭的英國科學家開爾文在1854年首次提出了熱力學明確的定義： 一開始熱力學研究關注在熱機中工質（如蒸氣）的熱力學性質，後來延伸到化学过程中的能量轉移，例如在1840年科學家杰迈因·亨利·盖斯提出，有關化學反應的能量轉移的研究。化學熱力學中研究熵對化學反應的影響Gibbs, Willard, J. (1876).
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热力学第二定律
热力学第二定律（second law of thermodynamics）是热力学的三条基本定律之一，表述热力学过程的不可逆性——孤立系统自發地朝著熱力學平衡方向──最大熵狀態──演化，同样地，第二类永动机永不可能实现。 這一定律的歷史可追溯至尼古拉·卡诺对于热机效率的研究，及其于1824年提出的卡诺定理。定律有许多种表述，其中最具代表性的是克劳修斯表述（1850年）和开尔文表述（1851年），这些表述都可被证明是等价的。定律的数学表述主要借助魯道夫·克勞修斯所引入的熵的概念，具体表述为克劳修斯定理。 虽然这一定律在热力学范畴内是一条经验定律，无法得到解释，但随着统计力学的发展，这一定律得到解释。 这一定律本身及所引入的熵的概念对于物理学及其他科学领域有深远意义。定律本身可作为过程不可逆性及时间流向的判据。而路德维希·玻尔兹曼对于熵的微观解释——系统微观粒子无序程度的量度，更使这概念被引用到物理学之外诸多领域，如信息论及生态学等。.
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热质说
熱質說（Caloric theory）是種錯誤和受局限的科學理論，曾用來解釋熱的物理現象。此理論認為熱是一種稱為「熱質」（caloric）的物質，熱質是一種無質量的氣體，物體吸收熱質後溫度會升高，熱質會由溫度高的物體流到溫度低的物體，也可以穿過固體或液體的孔隙中。熱質說在拉瓦節1772年用實驗推翻燃素說後開始盛行，拉瓦節的《化學基礎》一書就把熱列在基本物質之中。 熱質說可以解釋一些熱的現象，不過無法解釋一些只要持續作功就可以持續產生熱的現象（如摩擦生熱）。19世紀中，熱質說被機械能守恆所取代；之後，熱質說仍然在許多科學文獻中出現，一直到19世紀末才消失。目前常用的熱量單位卡路里（Calorie）即起源自熱質（caloric）。.
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热效率
* 无序列表项 在熱力學中，熱效率（\eta_ \,）是一個無因次的物理量，指的就是熱機的效率，也就是熱機運作過程中，熱機可以產生機械能作功之能量与热源可提供的總能量的比。 其中 根据热力学第一定律，熱機的熱效率恆小於等于100%。 熱泵及製冷設備也有類似的無因次物理量，稱為（COP），是輸入功和提供熱能（或抽出熱能）的比例，不過能效可能大於100%，和一般對效率的認知不同。.
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絕對溫度
#重定向 热力学温标.
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燃料电池
燃料電池（Fuel cell）是一種主要透過氧或其他氧化劑進行氧化還原反應，把燃料中的化學能轉換成電能的發電裝置。最常見的燃料為氫 ，其他燃料來源來自於任何的能分解出氫氣的碳氫化合物，例如天然氣、醇、和甲烷等。燃料電池有別於原電池，優點在於透過穩定供應氧和燃料來源，即可持續不間斷的提供穩定電力，直至燃料耗盡，不像一般非充電電池一樣用完就丟棄，也不像充電電池一樣，用完須繼續充電，也因此透過電堆串連後，甚至成為發電量百萬瓦(MW)級的發電廠。 1839年，英國物理学家製作了首個燃料電池。而燃料電池的首次應用就在美國太空總署1960年代的太空任務當中，為探測器、人造衛星和太空艙提供電力。從此以後，燃料電池就開始被廣泛使用在工業、住屋、交通等方面，作為基本或後備供電裝置。 現今生活中存在多種燃料電池，但它們運作原理基本上大致相同，必定包含一個陽極，一個陰極以及讓電荷通過電池兩極的电解质。電子由陽極傳至陰極產生直流電，形成完整的電路。各種燃料電池是基於使用不同的電解質以及電池大小而分類的，因此電池種類變得更多元化，用途亦更廣泛。由於以個體燃料電池計，單一顆電池只能輸出相對較小的電壓，大約0.7V，所以燃料電池多以串連或一組的方式制造，以增加電壓，配合應用需求。 另一方面，燃料電池產電後會產生水與熱，基於使用不同的燃料，有可能產生極少量二氧化碳和其他物質，對環境的污染比原電池及化石燃料發電廠少，是一種綠色能源。燃料電池的能量效率通常為40-60％之間；如果廢熱被捕獲使用，其熱電聯產的能量效率可高達85％。 燃料電池的市場正在增長，据派克研究公司（Pike Research）估計，到2020年固定式燃料電池市場規模將達到50 GW。.
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