一、理论分析
热力学第二定律的描述,1865年,克劳休斯将发现的新的状态函数命名为,用增量定义,最后的表达式:ds≥(δQ/T),此式叫做克劳休斯不等式,是热力学中第二定律最普遍的表达式(来自百度百科)。也就是说特别是对于气体,从某种意义上讲,气体的温度决定于气体分子运动的紊乱程度。即如果dS(熵)变小,dQ、T必须变小,热力学第二定律才能成立。
我们再看一些能验证实例:1、我们用带有活塞的容器封闭一定量的气体,迅速抽动活塞使气体的体积增加(可以理解为气体流动速度加快),气体的温度必然会降低。2、我们在屋子里悬挂电扇,使空气流动起来,我们会感觉凉快,温度下降。这两种情况,都是空气做负功,使空气的分子势能增加(气体分子趋于有序排列),气体的dS(熵)变小,dQ、T必须同时变小,才能符合热力学第二定律。另外,地球上空气流动变快,空气还会做离心运动,增大空气的体积,也会使气温降低。
二、分析全球气候变暖的原因
我们生活的大气圈,原来正常流动——几千年甚至几万、几亿或更多年。我们也曾经经受着风沙的洗礼,那时气候很冷,我们也经受寒冷的洗礼,经常会出现风和日丽的好天气。相对于过去现在我们不在经受风沙、寒冷的洗礼,然而我们生活的环境经常风和日不丽——往往会出现雾霾。伴随着其他问题也来了,我们生活的气候变暖了,如果处理不好,会对我们人类乃至整个生物圈构成严重的威胁。为何?分析如下:
我们必须尊重几万年甚至几亿年形成稳定的、合理的生态环境结构。记得小时候,那时生产力水平不够发达,生活环境人为因素不大,春夏秋冬经常刮风,尤其是春、秋、冬。那时气候似乎不正常,我们经受着寒冷、风沙的洗礼,气候没有变暖,我们多么向往温暖的气候啊!现在我们又充满忧虑、无耐,气候变暖或给我们的生态环境造成毁灭性的灾难。我们必须反思人类在征服自然改造自然的过程对自然环境的影响,必须尊重客观规律,科学地改造自然。众所周知,滥砍滥伐绝对不可取,是不正确的,难道不科学的种植、防风固沙就正确了吗?值得商榷。现在全球气候变暖的主要原因是,大气圈的流动速度变慢了。由上述分析可知:空气流动速度变慢,dS(熵)变大(紊乱程度变大,分子动能增加、势能减少),dQ、T必须变大,才符合热力学第二定律。大气圈流动速度变慢,大气的热量、温度一定升高,全球气候变暖即可形成,必须高度重视空气流动看是微小的改变带来气候的变化。现在气候变暖还可控,莫等不可控带来严重的后果,失去我们可以生活的家园。另外,空气速度流动变慢(离心运动减弱),空气的体积变小,也会使气温升高。地球上大气圈有它的流动通道,如果我们为了防风固沙,在大气流动的“关口”植树造林,阻塞了空气流动的通道,使空气的流动速度变慢,气温升高,地球该降温时不能得到及时降温,地球会“生病”的——高烧或低烧不退,地球母亲感冒了、生病了,我们“寄生”在地球上能正常生活吗?植树造林有益于我们的生存环境的改善,但是一定不能植到不该植的地方,例如大气圈的流动通道。
现在又大力鼓励使用清洁能源,心愿是美好的,一定要注意它的两重性。例如风能发电,风能发电也可能是阻塞空气流动的通道,一定要科学分析后科学利用。另外水圈的流动速度也是气候变暖的原因,只是不如大气圈影响气候变化更明显。其实,不仅气候变暖和大气圈、水圈的流动速度变慢有关,全球雾霾的形成也和地球多余的热量无法及时散出密切相关。
温室气体二氧化碳,不是气候变暖的主要原因(当然相对静止二氧化碳一定是气候变暖的原因),让温室气体快速运动起来或还能抑制气候的变暖。
最后,用老子的话概括其中的哲理:天得一以清;地得一以宁;其致之也。天无以清,将恐裂;地无以宁,将恐废。
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