卡诺循环以理想气体为工作物质的可逆卡诺循环,其热效率仅取决于高温及低温两个热源的温度。以热力学第二定律为基础,可以将之推广为适用于任意可逆循环的普遍结论。
卡诺定理在导出热力学第二定律的普遍判据-状态函数 "S"-中具有重要作用。热力学第二定律否定了第二类永动机,效率为1的热机是不可能实现的,热机的最高效率可以达到多少,从热力学第二定律推出的卡诺定理正是解决了这一问题。
扩展资料
卡诺循环包括四个步骤: 等温吸热, 绝热膨胀,等温放热,绝热压缩。即理想气体从状态1(P1,V1,T1)等温吸热到状态2(P2,V2,T2),再从状态2绝热膨胀到状态3(P3,V3,T3)。
此后,从状态3等温放热到状态4(P4,V4,T4),最后从状态4绝热压缩回到状态1。这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的循环称为卡诺循环。
参考资料来源:百度百科-卡诺循环
首先卡诺循环是理想的可逆循环,且其效率k=1-(T1/T2)正循环实质上是工质从高温热源吸热,对外做功,向低温热源放热。那么对此循环进行时间反演(即逆向),工作方式将表现为外界对工质做功,从低温热源吸热,向高温热源放热,功热比仍等于k。而制冷效率的定义为Q/W,带入可得答案。
卡诺循环的效率等于冷源和热源的温度比,所以效率是1/N所以选C有疑问请追问望采纳
卡诺循环的意义在于从理论上认证提高热机的工作效率。循环就是要维持能量的动态平衡:既是吸收的总能量与损失的热量和对外做功之和维持相等关系。
卡诺循环(Carnot cycle) 是只有两个热源(一个高温热源温度T1和一个低温热源温度T2)的简单循环。由于工作物质只能与两个热源交换热量,所以可逆的卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。
卡诺循环包括四个步骤: 等温吸热, 绝热膨胀,等温放热,绝热压缩。即理想气体从状态1(P1,V1,T1)等温吸热到状态2(P2,V2,T2),再从状态2绝热膨胀到状态3(P3,V3,T3),此后,从状态3等温放热到状态4(P4,V4,T4),最后从状态4绝热压缩回到状态1。
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一、卡诺循环效率一致
可以证明,以任何工作物质作卡诺循环,其效率都一致;还可以证明,所有实际循环的效率都低于同样条件下卡诺循环的效率,也就是说,如果高温热源和低温热源的温度确定之后卡诺循环的效率是在它们之间工作的一切热机的最高效率界限。
因此,提高热机的效率,应努力提高高温热源的温度和降低低温热源的温度,低温热源通常是周围环境,降低环境的温度难度大、成本高,是不足取的办法。现代热电厂尽量提高水蒸气的温度,使用过热蒸汽推动汽轮机,正是基于这个道理。
二、卡诺意义
卡诺的研究具有多方面的意义。他的工作为提高热机效率指明了方向;他的结论已经包含了热力学第二定律的基本思想,只是热质观念的阻碍,他未能完全探究到问题的最终答案。由于卡诺英年早逝,他的工作很快被人遗忘。
后来,由于法国工程师克拉珀珑(B.P.E.Clapeyron,1799—1864)在1834 年的重新研究和发展,卡诺的理论才为人们所注意。
克拉珀珑将卡诺循环在一种“压(力)-容(积)图”上表示出来,并证明卡诺热机在一次循环中所做的功,其数值恰好等于循环曲线所围的面积。克拉珀珑的工作为卡诺理论的进一步发展创造了条件。
参考资料来源:百度百科-卡诺循环
卡诺循环以理想气体为工作物质的可逆卡诺循环,其热效率仅取决于高温及低温两个热源的温度。以热力学第二定律为基础,可以将之推广为适用于任意可逆循环的普遍结论。
卡诺定理在导出热力学第二定律的普遍判据-状态函数 "S"-中具有重要作用。热力学第二定律否定了第二类永动机,效率为1的热机是不可能实现的,热机的最高效率可以达到多少,从热力学第二定律推出的卡诺定理正是解决了这一问题。
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卡诺循环包括四个步骤: 等温吸热, 绝热膨胀,等温放热,绝热压缩。即理想气体从状态1(P1,V1,T1)等温吸热到状态2(P2,V2,T2),再从状态2绝热膨胀到状态3(P3,V3,T3)。
此后,从状态3等温放热到状态4(P4,V4,T4),最后从状态4绝热压缩回到状态1。这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的循环称为卡诺循环。
参考资料来源:百度百科-卡诺循环
制冷原理:逆卡诺循环卡诺循环1824年,法国青年工程师卡诺研究了一种理想热机的效率,这种热机的循环过程叫做“卡诺循环”。这是一种特殊的,又是非常重要的循环,因为采用这种循环的热机效率最大。卡诺循环是由四...由两个绝热过程和两个等温过程构成的循环过程。它是1824年.卡诺(见卡诺父子)在对热机的最大可能效率问题作理论研究时提出的。卡诺假设工作物质只与两个恒温热源交换热量,没有散热、漏气、擦等损耗。为使过程是准静态过程,工作物质从高温热源吸热应是无温度差的等温膨胀过程,同样,向低温热源放热应是等温压缩过程。因限制只与两热源交换热量,脱离热源后只能是绝热过程。作卡诺循环的热机叫做卡诺热机。卡诺进一步证明了下述卡诺定理:①在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机的效率都相等,与工作物质无关,为,其中T1、T2分别是高温和低温热源的绝对温度。②在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机的效率不可能大于可逆卡诺热机的效率。可逆和不可逆热机分别经历可逆和不可逆的循环过程。卡诺定理阐明了热机效率的限制,指出了提高热机效率的方向(提高T1,降低T2,减少散热。、漏气。、摩擦等不可逆损耗,使循环尽量接近卡诺循环)。,成为热机研究的理论依据。热机效率的限制。、实际热力学过程的不可逆性及其间联系的研究,导致热力学第二定律的建立。在卡诺定理基础上建立的与测温物质及测温属性无关的绝对热力学温标,使温度测量建立在客观的基础之上。此外,应用卡诺循环和卡诺定理,还可以研究表面张力、饱和蒸气压与温度的关系及可逆电池的电动势等。还应强调,卡诺这种撇开具体装置和具体工作物质的抽象而普遍的理论研究,已经贯穿在整个热力学的研究之中。逆卡诺循环奠定了制冷理论的基础,逆卡诺循环揭示了空调制冷系数(俗称EER或COP)的极限。一切蒸发式制冷都不能突破逆卡诺循环。在逆卡诺循环理论中间,要提高空调制冷系数就只有以下二招:1。提高压机效率,从上面推导可以发现小型空调理论上只存在效率提高空间19%;大型螺杆水机效率提高空间9%。2。膨胀功损失与内部摩擦损失(所谓内部不可逆循环):其中减少内部摩擦损失几乎没有空间与意义。在我们songrui版主的液压马达没有问世之前,解决膨胀功损失的唯一方法是采用比容大的制冷剂,达到减少输送质量的目的。如R410A等复合冷剂由于比容较R22大,使膨胀功损失有所减少,相对提高了制冷系数。但是就目前情况看通过采用比容大的制冷剂,制冷系数提高空间不会超过6%。(极限空间12%)
卡诺循环的意义在于从理论上认证提高热机的工作效率。循环就是要维持能量的动态平衡:既是吸收的总能量与损失的热量和对外做功之和维持相等关系。
3月21日是第22个世界睡眠日。中国睡眠研究会等机构发布的《2021年运动与睡眠白皮书》数据显示,当下中国有超3亿人存在睡眠障碍。对睡眠产品的需求也因此而庞大。艾媒咨询数据显示,2021年国民对助眠产品考虑且购买的意愿较高,达到。
睡眠障碍中最严重的疾病之一是阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA) ,该疾病指患者睡眠时周期性地出现部分或完全的上呼吸道梗阻,以呼吸暂停和低通气为特征的疾病。
《临床麻醉学杂志》介绍到,中国成人OSA总患病率为%,其中男性为女性的倍,合并OSA的患者围术期并发症显著增多,死亡率显著增高,该类患者均应被列为麻醉的高危患者。
睡眠和呼吸领域品牌瑞思迈的中国公司总经理刘丁透露,《Lancet Respir Med》2019年“阻塞性睡眠呼吸暂停与全球经济负担”报告显示,中国的OSA患病人数已达亿,居全球首位,其中需要积极治疗者超过6600万。然而,OSA在中国的检出率很低,仅在1%左右。
并且患有OSA的群体中,年轻化的趋势日渐严重,甚至出现了不少学龄前儿童患OSA的情况。Amazfit米动大数据调查显示,2021年失眠人群正在增加,经常失眠比例增加至,90后失眠比例增长至 。
睡眠对慢病的作用也不容忽视。“OSA对患者最大的影响就是降低血氧,从而导致以大脑为主的各种器官缺血。”刘丁说到,间歇性低氧会通过增加基因突变频率、促进内皮细胞增殖、刺激活性自由基生成等多个途径参与了肿瘤的代谢、增殖凋亡和血管生成等发生发展的过程。
《中国循环杂志》曾透露数据,西班牙学者对4910例阻塞性睡眠呼吸暂停患者平均追踪年的研究显示,肿瘤发病率与90%的夜间血氧饱和度时间(TS90%)独立相关。而在高血压、心力衰竭、冠心病、肺动脉高压、心房颤动、脑卒中等心血管病患者中更是有40%~80%合并阻塞性睡眠呼吸暂停。
刘丁表示,睡眠相关的疾病比较隐性,相比较肿瘤、糖尿病等常见病种,无论是在民众的关注度层面还是在医疗行业相关的流行病学研究方面都相对较少。但是近年来,民众对睡眠的意识在慢慢提高,国家卫健委等官方部门对睡眠健康、睡眠卫生的意识在逐渐重视。互联网商业咨询平台头豹研究院公布的《2020年中国睡眠经济行业短报告》显示,到2024年,睡眠产业可以达到5500亿。
刘丁介绍到,睡眠产品主要分三类,第一类是与睡眠相关的消费品,如枕头、床垫等。但这些产品只能起到辅助作用,并不与OSA直接挂钩,也并不能治疗疾病。第二类为睡眠监测产品,如可穿戴手环、手表等;第三类为通过国家医疗器械注册,受国家认可的医疗器械的产品。
此外,界面新闻记者发现,目前还有部分商业机构以app的方式盈利。睡眠领域有几种数字疗法,这种疗法也需要像一款药物一样经过研发、临床试验、市场准入许可的步骤后才能销售和使用。
但不可忽视的一件事是,睡眠相关的产品需求量增速过快,商家“一拥而上”,市面上也出现了一些稂莠不齐的情况。阿里健康研究院最新数据显示,在天猫平台,睡眠仪年成交同比增长914%。天猫健康数据显示,90后购买止鼾仪成交数同比增长近七成,其中,三线城市成交增幅最高,达到120%。
在淘宝上搜索可发现,与“打呼噜”相关的关键词都是“神器”等,例如“封口神器”,以让嘴巴闭合的方式“解决”打呼噜的问题,魔术贴防张嘴、止鼾贴、止鼾夹、止鼾牙套等等。然而,这些所谓“神器”并不全都是经过权威认证、受医生认可的产品。
#生命摆渡人#
酗酒有害,是人人皆知的。那么,适量和少量饮酒,就有益 健康 吗?
酒,这一尤物伴随人类有数千年 历史 。 酒能怡情 ,能丰富人的精神生活,从古至今,很多人视饮酒为一种享受。在我国,饮酒对人的身体有益的宣扬,大致始于上世纪初啤酒和葡萄酒陆续在国内设厂生产之时。
酒有利 健康 的说法, 现今主要集中体现于葡萄酒,如说饮葡萄酒能降低心脏病的发生几率。有根有据,很为一些人信服。
饮葡萄酒有保护人体心脏的作用,在我国这一说法源大致源于20年前有关地中海饮食的报导。说地中海周边地区居民的心血管病发生率低于其他地区,原因就是居民有饮葡萄酒的习俗,还说, 葡萄酒中含有一种名白藜芦醇的对 健康 有益的成分,它有抗氧化作用,除能防止心脑血管硬化外,还有抗肿瘤和抗衰老等功能
地中海式饮食是世界卫生组织肯定的最 健康 的饮食方式。葡萄酒被看作地中海饮食的一个组成因素。 调查确实发现,法国人心脏病的发生率比北欧诸国与美国低50%左右,有人研究后认为,理由即是葡萄酒含有一种名为白藜芦醇的抗氧化物质。
白藜芦醇 是确实是近年来发现的有较强的抗氧化活性的物质,有防止血栓形成、减少动脉硬化发生风险的作用。从而一些酒的研究者得出了这样的结论:天天饮葡萄酒能降低居民冠心病发生率。
法国人尽管心脏病的发生率比北欧和美国低50%左右。但有一个事实是, 法囯人的肝病发生率却明显高于很多国家。
专家们对此普遍的看法是长期饮用的葡萄酒的缘故也。 因为葡萄酒中酒精对肝脏的损害作用是肯定无疑的,是有充分的流行病学调查依据的。相比之下,而从白藜芦醇的功能推论葡萄酒有保护心脏等方面的作用,证据的可靠性却欠不足。
因此,比较葡萄酒中酒精和白藜芦醇同时存在的利弊,就耐人寻味了。减少冠心病的发病风险的方法很多,获得白藜芦醇的途径也非只葡萄酒。所以,以饮葡萄酒能降低冠心病发生风险,连系到酒精的多种毒害作用,专家们便认为不可提倡。而且, 近年来在医学界却有越来越多的研究提出,饮葡萄酒无益于预防冠心病。
然而,请大家注意,现在葡萄酒能保护心脏的说法却在 社会 上仍在流行,特别是在我国。
白藜芦醇 是近年来发现的有较强的抗氧化活性的物质。据报导,美国科学家确实在体外实验中发现,用白藜芦醇处理的癌细胞在凋亡过程中能自行破坏,体现了抗氧化作用。有人即由此认为,由于葡萄酒中含有白藜芦醇,葡萄酒也就有抗氧化作用,因此,推论说喝葡萄酒还能降低癌症的发生风险。
但是,科学上从来不能把体外试验结果与临床效果等同看待,所以,这一推理是不能不成立的。事实上,任何一种酒都可以检测出某些有益的成分,但其量都很微少 ,众所周知,任何一种物质如果达不到一定的量,就不能发挥作用,葡萄酒中的白藜芦醇即是如此。英国《新科学家》杂志发表的一篇文章便证实了这点。文章说,用高剂量的白黎芦醇喂饲的鱼,寿命能延长60%,然而,将其剂量按体重折合成人,则相当于人要喝75瓶葡萄酒。显然,这是作不到的,而且,将鱼试验的结果推及到人,同样,也不科学。
酒的主要成分是酒精,酒精对人的各器官都有毒害作用,这是医学界多年来研究的定论。因此,退一步说,既便白藜芦醇在人体内能发挥抗氧化作用,它也绝不能抵消与掩盖酒精的毒性。何况,白藜芦醇还存在于葡萄、葡萄干、花生、凤梨等70余种植物中,含量都较葡萄酒大得多,因此,完全勿须从葡萄酒中获得。
至于说到葡萄酒在地中海式饮食中的起到的有益作用,只是个别人小样本的调查结果,一直受到很多学者的质疑, 从来没有为公认的大面积调查证实,世界卫生组织就曾发表过与其结论相反的报告。
所以,我们 有理由认为:喝葡萄酒有益的说法,包括能降低冠心病发生风险,实质上是商家的炒作,是有意或无意的以讹传讹,是商业的促销行为,其 社会 基础乃是好酒者要饮酒的托词。
酒之为酒,是因为酒含有酒精。现今,国内外医学界一致的说法是:酒精对人的所有器官几乎都有损害作用。不但有实验室研究结果证明,还有大量的流行病学调查数据。此乃是勿庸置疑的。
大量饮酒与酗酒的害处,特别是饮高酒精度的白酒的害处,几乎是尽人皆知的。然而,现今却有不少人主张适量和少量饮酒不会损害人的 健康 ,甚或有益。甚至举出名人为证,比如,国内多家媒体反覆登载的酒界泰斗秦某某寿过百岁,即得益于长年饮酒。
一个时期以来, 社会 上占主流的意见是“如饮酒,应适量”。中国营养学会提出的“适量”标准是:成年男人一日饮用的酒精量不超过25克,即相当于38度白酒75毫升,或葡萄酒约250毫升、啤酒750毫升;成年女子是不超过酒精量15克,即相当于葡萄酒约150毫升。
有人很可能以为这一“适量”标准是饮酒有害与无害的分水岭。这是错误的!
此说极可能引导原来不饮酒的人加入饮酒者的行列,更成为了瘾君子酷爱杯中物的理由。
至于以秦某某高寿的个例说明饮酒有益,也是不科学的。影响人寿命的因素很多, 个例不能说明问题,即便他是名人。 酒精对人体的危害,是国内外科学家经过长期研究的结论,
发表于2014年7月14日《Journal of the American College of Cardiology》的分析结果显示,饮酒(即使是少量至中量)与房颤发病风险增加相关;即使每天饮酒少量,房颤风险也增加8%。
这里,笔者不必要特别强调, 除对心脏的影响外,国外还有研究表明:酒精对大脑的毒害作用,也无阈值概念,即便每天只饮一小杯红葡萄酒或啤酒,对人的记忆力及思维能力,也有伤害,会增加老年痴呆的发生风险。
如上述,酒对人的大脑有毒害作用。美国研究人员发现,那些平均天天饮酒两次以上的人,其脑体积比不饮酒者小。而人体衰老导致的脑细胞死亡,每年只会使大脑萎缩。 《英国医学杂志(BMJ)》上发表的长达30年的Whitehall II队列研究中,对550名成年参与者对认知表现、每周饮酒量进行了测量,并在研究终点进行了多式核磁共振成像测定。发现每周摄入30单位(1单位相当8克酒精)酒精的参与者海马体萎缩的风险最高,是不饮酒者的倍;适度饮酒者(男性:7-21个单位/周,女性:7-14单位/周)右侧的海马萎缩的风险是不饮酒者的倍;轻度饮酒(1-7单位/周)也不能预防海马体的萎缩 。
我还要引用2016年出版的全球最著名医学杂志《柳叶刀》登载的一篇研究报告。 该报告对2800万饮酒者的性别、年龄、饮酒量、饮酒频率等多种因素进行了分析,结论是,饮酒没有“安全值”,最安全的饮酒量为0,滴酒不沾才最安全。笔者要指出的是,此研究涉及2800万饮酒者,数量之大,史上罕见,是很有说服力的。
为此,美国医学家十数年前便明确指出:任何人都不应该出于预防心脏病和维护 健康 的目的端起酒杯。
可见,即使是少量饮酒,也为许多医学家反对。
遗憾的是,在我国这一观点在近几年才开始为人注意。
至于《中国居民膳食指南》之所以提出“如饮酒,应适量”,恕本人直言,这可能是面临我国众多的好酒者的 健康 素养较低的事实,让人人都不饮酒不现实的考虑吧?
然而,我们必须重视,“如饮酒,应适量”这一观点,已经遭到维护 健康 的医学家反对。
何况,所谓“适量”,对于具体的人,还很难掌握。各人 健康 情况不同,对酒精的耐受力不同,一杯白酒对甲是陶陶然,对乙却可能令其酩酊大醉。
酒精有依赖性,即成瘾性。酗酒者上瘾是有一个过程的,这个月每天喝50毫升,下个月就会喝100毫升,今年喝低度葡萄酒,明年就可能喝高酒精度的白酒,则少量或适量就变成大量了。
各位可否知道 ,我国是当今全世界最大的酒类生产国与消费国 。16年前我国的饮酒人数便已超过美国,稳居全球第一位,十余年来有增无减。
电视媒体的酒广告持续不断,越来越精彩。 是耶?非耶?
请各位再看我下面引用的两组非常惊人和令人震撼的数据:
2019年10月北京大学精神卫生研究所的一项统计资料表明,在我国, 近年来饮酒人数一直呈上升趋势 。目前, 我国男女饮酒率。分别为 和 ,其中的男性和的女性为每日饮酒。
2018年世界权威医学杂志《柳叶刀》报道, 中国就每年有超过70万人的死亡与酒精直接相关 ,远高于排名第二、三的印度(33万)和俄罗斯(22万)。
五.写在末尾的话
爱生活,爱 健康 。
众所周知, 健康 是第一位的,人如若失去了 健康 ,其他皆归于零!所以,为了维护 健康 ,就该远离酒,包括葡萄酒。
本文的观点是,即使少量或适量饮酒,也有害 健康 ,也不该喝。
亲爱的网友:您同意否?
参考文献
1.姜慕军等.适者长寿.中国 社会 出版社.2012年
2.卢芳.少量饮酒也危险. 中国循环杂志.2016年9月
3.刘政.老年人该怎样吃.人民卫生出版社.2016年
4.中国营养学会.《中国居民膳食指南》.人民卫生出版社.2016年
5.方维忠.中老年病防控.上海科学普及出版社.2018年
(图片取之网络;作者:刘政.芾佺)
刘政 主任医师。上世纪八十年代留学日本,是我国较早从事现代营养学和毒理学专家,获省部级与市级科研奖各三项,出版专著九部。
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#生命摆渡人#@ 健康
据《中国心血管病报告2018》推算心血管病现患人数高达 亿,其中高血压的发病人数可高达亿,居心血管病首位。高钠低钾饮食是我国人群高血压发病的重要因素之一,有研究显示,适合高血压患者的DASH饮食,可有效降低原发性高血压。
1
什么是DASH饮食?
终止高血压饮食模式,又称 “DASH饮食”模式,是由美国国立卫生研究院(NIH)提出用以预防和控制高血压的饮食模式。饮食原则强调食物多样,建议每日尽可能多摄入不同种类食物,每天摄入12 种及以上食物最佳。
DASH 饮食的特点是低饱和脂肪酸和胆固醇,提倡多摄入蔬菜水果、饮食纤维,主食推荐全谷物、采用低脂奶,避免采用全脂奶;适量摄入坚果、豆类,肉类,肉类多采用鱼肉、鸡肉等白肉,避免红肉(猪、牛、羊肉等)和添加脂肪的摄入,减少含糖食品和饮料。
2
为什么DASH饮食可以降血压?
DASH饮食营养均衡,有助于预防或管理高血压、血脂异常,有助于控制体重和预防糖尿病。 DASH饮食含有丰富的钾、钙、镁、饮食纤维和不饱和脂肪酸。
钾来源于蔬菜、水果、坚果等,可以维持心肌的正常功能,降低血压;钙来源于奶制品、海产品、豆制品、肉类等,参与调节肌肉的收缩与舒张功能正常。
镁来源于含麦麸及胚芽的全谷类、绿叶蔬菜、坚果等,参与调节心肌兴奋性和自律性,维持神经肌肉的兴奋性。
饮食纤维来源于蔬菜、水果、全谷物、豆类等,降低肠道内胆固醇的吸收,增加胆酸合成,从而促进胆固醇代谢。
脂肪酸包括饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸,单不饱和脂肪酸清除血液中坏胆固醇;植物油中富含单不饱和脂肪酸,比如橄榄油、茶籽油、核桃油、亚麻籽油等,多不饱和脂肪酸有降胆固醇、降血脂等保护作用,主要来自深海鱼类;而饱和脂肪酸主要来自动物脂肪,尤其是畜肉(红肉)含量最丰富,此外椰子油和棕榈油的饱和脂肪酸含量也较高,会增加心血管疾病的风险,因此动物脂肪要少吃。
3
单独DASH饮食,可以不限制钠的摄入吗?
研究显示,DASH饮食配合低钠饮食,血压下降程度更多。 钠的摄入量与血压直接相关 ,据统计,每天钠的摄入量减少50mmol/L可以使需要降压治疗的人数减少50%,减少卒中死亡22%,减少冠心病死亡16%。建议在购物时查看食品标签,选购低钠标识的食品。
高血压患者每人每日食盐摄入不超过5克 ,相当于普通啤酒瓶盖去掉胶皮垫后水平装满的量;同时注意隐性盐的摄入,如咸菜、鸡精、酱油等,另外少吃加工类食物,如糕点、火腿、罐头等 ,这些食物通常高脂、高糖、高盐。
4
通过DASH饮食,高血压患者可以停用降压药了吗?
如您坚持一段时间的DASH饮食,可以使高血压前期人群的收缩压降低6mmHg,舒张压降低3mmHg。使高血压患者的收缩压下降11mmHg,舒张压降低6mmHg。虽然坚持DASH饮食,可有效降低血压,但是影响血压的因素颇多, 是否可以停用降压药需要医生综合评估,不可自行停服 。
5
饮食和药物的联合就可以控制好血压了吗?
想控制好血压,需要坚持 健康 的生活方式 。除饮食和用药外,还需维持正常体重,适量运动,减少久坐,保证睡眠质量等。
1
减重
适当降低能量摄入可降低体重,有利于收缩压和舒张压的降低。对于超重、肥胖人群,能量摄入根据 健康 体重(身高-105),按20-25千卡/公斤(1千卡=千焦)计算每天总能量;或在目前摄入量的基础上减少500-1000千卡/天,使身体质量指数达到或接近24公斤/米² ;或者体重降低5%~10%,通过减重使男性腹围小于90cm,女性小于85cm。
2
适量运动
增加身体活动,每周3-5天,每天 30分钟中等强度的有氧运动,能够降低全因死亡、冠心病、脑卒中、高血压、糖尿病、焦虑和抑郁的发生风险,提高睡眠质量、认知功能和生活质量。
3
减少久坐
久坐时间每天5-8小时、8-10小时和10 小时以上,心血管病发病风险分别增加7%、27%和51%。
尽管目前尚无法针对久坐时间给予推荐限值,但现有证据表明,将久坐行为改变为轻度身体活动,心血管病风险即可明显降低;改变为中高强度身体活动,心血管 健康 获益将进一步增加。
4
保证睡眠
睡眠过短或过长、睡眠障碍(如呼吸异常和失眠等 )等与高血压、糖尿病、冠心病、脑卒中、肥胖等风险增加有关,研究显示,睡眠时间少于6小时,冠心病和脑卒中发病风险分别增加48%和15%,当睡眠时间多于8小时,冠心病和脑卒中发病风险增加38%和65%,睡眠时长 6~8 小时具有较好的心血管 健康 保护作用。
高血压是导致心血管疾病危险因素之一,控制好血压,是维持长期 健康 、提升生活质量的关键要素。
参考文献:
中国康复医学会心血管病专业委员会,中国营养学会临床营养分会,中华预防医学会慢性病预防与控制分会,中国老年学学会心脑血管病专业委员会. 心血管疾病营养处方专家共识. 中国循环杂志,2014,29:124-130.
中华预防医学会,中华预防医学会心脏病预防与控制专业委员会,中华医学会糖尿病学分会,中华预防医学会卒中预防与控制专业委员会,中华医学会 健康 管理学分会,中华预防医学会慢性病预防与控制分会,中国医疗保健国际交流促进会高血压分会,中国社区卫生协会. 中国 健康 生活方式预防心血管代谢疾病指南. 中国循环杂志,2020,35:209-230.
洪忠新,丁冰杰. 平衡膳食是防治原发性高血压病的基石. 中国全科医学,2017,3:283-289.
文 | 心血管内科 徐东晓(主管护师)
审核 | 心血管内科 汪宇鹏(副主任医师)
图 | 来自网络
编辑 | 宣传中心 张轩烨
已有的研究表明,海峡两岸间一方面是自然资源与生态环境、科技水平、资本实力、劳动力资源以及市场条件等方面的差异,另一方面是语言相通、地理相近等天然优势,因而农业资源的差异性与互补性十分明显,农业发展与农产品贸易等具有一定的互补优势与合作潜力[1-2]。诚如《两岸经贸论坛共同建议》所指出的:“两岸农业具有很强的互补性,两岸应结合双方的农业优势,强化研发、技术管理及行销的能力,互惠双赢,扩大两岸农业技术交流与合作的平台”①。本文拟就海峡两岸农业循环经济的提出与发展进行简要分析、对比,得出两岸循环型农业发展的异同以及两岸合作发展的可能性与必要性,以期促进两岸农业循环经济的协同发展。一、中国农业循环经济的提出与发展人与自然是一对永恒的矛盾。随着人类改造和支配自然能力的不断增强,尤其是传统粗放型经济增长方式和掠夺式资源开发等,直接导致了人与自然关系的日益紧张。面对人口增长、资源短缺、环境破坏以及生态失衡的巨大压力,通过对以往发展理论与实践的深刻反思,永续发展战略已逐步成为全球的共同选择与潮流。值得关注的是,20世纪90年代末,由德、日、美等国家首先提出并加以实践的新型经济发展范式——循环经济[3-4],通过近年的发展演变,现已被看作是实施永续发展战略的重要载体、最佳模式,同时也是保护环境和削减污染的根本手段,一些发达国家已把发展循环经济、建立循环型社会作为实现环境与经济协调发展的重要途径。在中国大陆,“循环经济”也正由一个陌生的名词和概念,逐渐上升为指导国家和地区社会经济发展与环境保护的重要原则和战略,并从内涵和外延上都有很大的发展。目前,大陆已在辽宁、贵阳、广西贵港、广东南海、内蒙古包头、新疆石河子、湖南长沙等地区进行试点。但从总的来看,即使是在工业体系,循环经济也刚刚起步,在属于薄弱环节的农业更是困难重重。但这并不意味着循环经济在农业上难以取得进展,恰恰相反,农业同样需要大力发展循环经济。何况与一般循环经济相比,由于农业自身及其产业结构等方面的独特性,农业发展循环经济还具有许多先天的优势!受循环经济思想与方法的启发,在多年卓有成效的中国生态农业等持续农业理论与实践探索的基础上,人们进一步认识到,只有从循环经济的角度加以引导和拉动,才能协调好现代农业各系统和层次以及农业生产与资源配置之间的关系,最终全面实现生态品质、生物产量以及经济收入三者间的良性循环。于是,人们试图通过模拟和遵循自然生态系统物质循环和能量流动的规律,重构农业生产和生态系统,进而逐步开发出了一种新的农业发展模式——循环型农业,以使农业系统能够更和谐地融入到自然生态系统的物质循环和能量循环过程中[5]。从总的来看,在我国正式发表的文献资料中,最早提及农业循环经济的当属吴天马(2002)的《循环经济与农业可持续发展》一文[5],最早出现“循环型农业”或“循环农业”一词的,当属陈德敏与王文献(2002)共同撰写的《循环农业——中国未来农业的发展模式》一文[6]。然而,2003年全国上下在这方面的学术研究还相当少;直到2004年,才有一些文献对此进行探讨;刚刚过去的2005年,各地农业循环经济的发展与理论研究,则呈现出了欣欣向荣的良好势头。二、大陆循环型农业的发展现状与趋势(一)关于发展模式尽管循环经济在我国的提出不过是近几年的事情,但我国其实早就有了循环经济的实践,如生态农业、生态工业等,不少案例也已总结出来(解振华②,2003)。从现实看,一些地方丰富多彩的农业循环经济实践已走在了理论研究的前面,涌现出了诸如河南天冠企业集团、广西贵糖、北京蟹岛绿色生态度假村、上海崇明的前卫村模式以及辽宁省“四位一体”日光大棚生态农业示范区等先进典型。其中,辽宁省农民首创的以生物技术为主体、以沼气为纽带“四位一体”日光大棚能源生态工程,实质上就是以农业为基础的循环经济,是农业现代化新路线的体现。此外,福建圣农集团有限公司通过主抓肉鸡主业链、生物工程副业链和有机肥副业链“一主两副”产业链③,近年来也走出了一条“资源—产品—再生资源”的循环型农业发展之路;江苏省宿迁市则根据循环型农业的发展优势与影响因素,也逐步开发出了适合当地发展的7个模式:“生态家园”循环模式、食用菌生物链循环模式、有机农业开发模式、设施农业生态模式、立体种养循环模式、农林牧渔结合型循环模式和花卉苗木生态农业模式(高良敏等,2004)。与此同时,刘慧娥等(2005)提出了通过采用节能、环保、绿色、清洁生产等一系列农业高新技术,构建以生态农业为核心的“低消耗-无污染-高产出-再利用-佳效益”的农业循环经济模式;刘志(2005)、王鲁明等(2005)分别根据陕西及山东青岛的实际,归纳、总结了当地农业循环经济发展的若干典型模式及其技术支撑体系;黑龙江及另外一些民族地区也发展出了一些典型的模式(陈青,2005;李玉明,2005;袁久和,2005)。李书民等(2005)则探讨了以畜牧业为核心,实现农作物秸秆三段循环利用与畜禽粪污两段利用的主要技术路线;汪怀建(2005)探讨了适合农业循环经济发展的若干农业生态工程模式;王奎旗等(2005)提出了我国水产业实施循环经济的“社会大循环”、“企业间循环”、“企业内循环”三个可供选择的基本模式,等等。但以上述各种模式并不代表我国循环型农业的全部,各地在研究、设计具体发展模式时,还应从当地实际出发,既可以采用一种模式,也可以多种模式并用。而且不论实行什么模式,都必须严格遵循生态学的客观规律,合理利用自然资源和环境容量,使经济和谐地融入到自然生态的物质循环之中。限于篇幅和现实条件,我们无法就各地蓬勃发展的循环型农业进行系统分析、归类,但黄贤金等(2004)曾比较全面地总结了发展循环型农业大体可以采用的模式:区域循环模式、能源综合利用模式、生态养殖模式、农业废弃物综合利用模式,以及绿色和有机农业模式;并认为上述每一类型模式又包含有一些具体的实践形式,如:生态养殖模式,就包括基于农牧结合的畜禽养殖模式、稻田生态养殖模式、高效集约式养殖和健康养殖模式等[7]。(二)关于发展方向对于如何发展我国的循环型农业,吴天马较早提出了两种面向循环经济的农业可持续发展的模式(路径):一是以生态农业建设为基础的渐进式循环经济发展模式,二是以有机农业建设为基础的跨越式循环经济发展模式;并认为前者具有更广泛的适应性和实践意义,应大力提倡,而后者则为从根本上协调人类与自然的关系、促进人类可持续发展提供了更为直接的实现途径[5]。陈德敏等也认为,要实现农业经济效益与环境效益的统一以至社会效益的最优化,必须实施农业清洁生产,并以我国的生态农业为基础,发展我国的循环型农业[6]。2005年10月,在《经济日报》举办的“循环经济发展战略高层研讨会”上,国家环保总局政策法规司司长杨朝飞针对我国农产品各种污染过于严重,出口越来越困难的现实,认为生态农业是今后农业发展的方向,而循环经济下的生态农业应该是农业发展的最终方向④。对此,季昆森(2005)也撰文指出:一般认为,循环经济在农业上的应用就是生态农业;实际上,循环经济在农业上的运用有更广阔的领域,其实质就是循环经济原则在发展生态农业上的运用,可称之为循环经济型生态农业。(三)关于发展策略与德国等先行国家相比,我国无论是在循环经济的理论研究还是在实践方面,都存在着较大差距。从总的来看,源于对传统农业环境后果的反思以及受循环经济思想的启发而提出的“中国循环型农业”,目前甚至还没有比较明确、统一的定义,全国上下就农业发展循环经济方面的研究,基本上还处于理解性或者概念性的初始发展阶段,尤其是对于物质循环和价值增殖等揭示农业循环经济最本质内容的量化研究和系统分析更是难得一见,仍有许许多多的理论、技术、政策以及法律法规等方面问题亟待学术界研究解决。具体来说,一是迫切需要对循环型农业进行更系统、深入的理论分析和科学解释,真正理解和把握农业循环经济丰富的科学内涵及其发展方向;二是鉴于各地丰富多彩的实践已在某种程度走在了理论研究的前面,对各地比较有代表性的循环型农业发展模式,如:立体农业,农业生产物质循环利用(规模化养猪业等),土地、技术、资本和劳动力等要素的优化配置模式(休闲观光农业),农业一、二、三产业的产业链联接模式(新型农业产业化),以及生物能的开发利用(循环农业发展的新领域)等,进行更系统、深入的分析与研究(主要进行物质代谢分析及经济效益核算等,重点突出案例中的循环过程和效益评价及生态性三个方面),努力做到既总结经验(与理论研究相呼应),又努力发现不足,并提出改进建议或措施,也是非常迫切和有益的;三是在全国还没有出台统一的、标准的循环型农业评价指标体系之前,对循环型农业进行全方位探索和多视角的科学研究,逐步建立一个适合当地特点的农业循环经济评价指标体系与发展规划,也是学术界需要大力研究的现实课题;四是人们还应从各地资源及环境等禀赋以及当前循环型农业发展的实际出发,有选择地分析、比较有关国家或国内先进地区(包括台湾地区)循环型农业发展的一般经验与教训,从宏观、中观和微观的层面,对循环型农业的发展战略与制度 (政策)创新进行研究,为农业循环经济建设提供扎实的理论依据与实践指导。三、海峡两岸循环型农业协同发展之探讨(一)台湾循环型农业发展现状与趋势尽管台湾岛内鲜有诸如“循环型农业”等提法,但台湾省在永续农业的发展、研发与发展策略等方面已取得了很大的进展,积累了不少有益的经验。另一方面,我们也已注意到,台湾地区是世界经济、社会较发达的地区之一。特别是近几十年来,台湾地区因经济快速成长,以致工业、农业污染严重,人民健康与生活环境也日益受到威胁。一方面是人们对生活品质的要求不断提升,尤其是对饮食安全等越来越重视,绿色(有机)蔬果产品广受消费者的青睐;另一方面是人类活动已对环境造成危害及长远的不良后果,并逐渐地恶化、蔓延,正在对自身居住环境和社会发展带来负面作用。因而,面对循环经济时代的到来,两岸人民都应该从更高层次上重新探索人类到底应该生产什么、怎么生产,怎样消费、怎样生活……如:养猪业一直是台湾地区最重要的畜牧业,其产值多年来高居台湾单项农产品之首,但如何减少养猪业产生的废水污染却是直接影响并决定该产业发展的首要因素之一。据报道,2004年台湾地区废污水BOD的日产生量为4223吨,其中673吨为畜牧废水,为有效控制养猪废水污染,环保部门依据“水污染防治法”制定了具体的“放流水标准”,为达到上述管制标准,1990年来他们开始辅导业者设置废水处理设备。目前,台湾养猪场主要采用包括固液分离、厌气处理和好气处理三个阶段的“三段式废水处理系统”。但从总的来看,养猪业仍面临着产业发展与环境保护的两难处境,还须进一步改善其技术效率(萧景楷等,2006)。又以岛内香菇生产废弃物(废渣)处理问题为例。2004年台湾地区的香菇总产量为4866吨,其中袋栽香菇4714吨,约占总产量的97%。除了木屑等残渣外,袋栽香菇还产生了大量的塑料废弃物。显然,面对如此大量的废弃物,各乡镇垃圾处理场已无法代为处理,而且如此大量的废弃物也不是传统之掩埋与焚烧方法等所能解决的问题。为此,有学者提出通过立法与民间协助,进行“源头减量”与“资源回收与再生”,以降低废弃物清理成本及避免废弃物清理时所产生的环境问题;更进一步地,他们提出了基于经济诱因机制的“课税”与“补贴”的“两政策工具”,等等(魏乾城等,2006)。再以国人比较熟悉的茶叶为例,台湾地区半发酵茶的制造技术堪称世界翘楚,其品种、栽培技术、花园设施等方面均领先于大陆;而且台湾省自1987年开始引进有机农业的理念,自1995年试作,至1998年已有35户共22公顷投入有机茶生产行列,而且有机茶生产规模仍在不断成长当中……诚如台湾有机农业发展协会执行秘书陈琦俊所言:人类唯有再度回到“与大自然共生”的原点,来取得安全的食粮,才是环境和人类永续生存之道。从某种程度上讲,这一切恰恰也是工业化和城镇化快速发展的祖国大陆所需要进一步面对和妥善解决的。从这个意义上看,两岸循环型农业的发展均处于初始发展阶段,而且都迫切需要进一步推进循环型农业和永续农业的发展,其发展前景看好。(二)海峡两岸循环型农业协同发展的策略选择为促进两岸循环型农业的协同发展,结合当前循环型农业的发展现状与趋势,建议尽快研究、建立起两岸循环型农业交流与合作的制度性安排。一是要充分利用两岸现有科技合作政策和人员往来的渠道,积极开展两岸循环型农业研究人员的互访讲学、互聘客座研究人员、交换培养研究生等,通过人员的交流带动产业间的交流与合作发展;二是要通过两岸科技交流机构的协商讨论,每年轮流在两地举办1次以上综合性的循环型农业理论与实践发展研讨会,为两岸循环型农业理论研究与实践工作者们提供一个信息交流和成果共享的新平台。从总的来看,福建省在这方面具有一定的区位优势,建议由闽台科技交流协会牵头组织、发动两岸有关科研、教学单位从事循环型农业研究与实践工作人员积极参与,率先举办海峡两岸循环型农业理论与实践发展学术研讨会;三是要深入研究、探讨两岸循环型农业交流与合作的具体项目与方式方法。审视近年两岸农业技术合作项目,目前尚无循环型农业方面的项目。从两岸农业资源与科技和市场整合的现实需要出发,可以考虑共选项目、共同研发、分别出资、成果共享等的具体方法与途径。而且我们建议,作为全国海峡两岸农业合作试验区,福建省科技行政主管部门应尽快在漳州、泉州等传统对台农业科技合作示范区内,增设闽台(两岸)循环型农业合作示范区;四是要以本次两岸经贸论坛为契机,抓紧抓好新增“海峡两岸农业合作试验区”与“台湾农民创业园”的建设与管理工作。尤其是要积极创造便利条件,欢迎台湾农民、农业企业到大陆投资、兴业,积极寻求与台湾循环型农业专家与投资者们多种形式的合作与共同发展。可以肯定,通过上述努力与制度安排,必将有力促进两岸同行专家与实践探索者们多种形式的交流与合作。在此基础上,我们建议从大陆及台湾地区循环型农业的提出与内涵、发展的历程与成效、研究的进展与成果、发展的模式与方向、发展的策略与目标,以及发展过程中存在的问题与潜力等方面,深入分析、比较两岸循环型农业的发展现况与前景,得出两岸循环型农业发展的异同以及两岸合作的可能性与必要性;与此同时,还应进一步研究、探讨两岸循环型农业合作的目标、模式、途径及其配套措施等,进而提出框架性的两岸循环型农业合作发展的策略及目标,以期促进海峡两岸循环型农业的协同发展。四、结束语循环经济是国际社会在可持续发展理论与实践研究中逐渐探索和总结出来的具体实践模式,农业循环经济也已在全球悄然兴起,并成为近年来国内外学术界关注的焦点之一。文章首先简述了中国农业循环经济的提出与内涵,着重探讨了大陆循环型农业发展的现状及存在的问题,初步分析、比较了两岸循环型农业发展的异同及两岸协同发展的可能性与必要性。从以上分析与讨论中可以看出,两岸在循环型农业发展、研发与管理过程中,既形成了各自的特色,又呈现出了互补的态势;通过两岸交流与合作,既可以充分了解台湾地区在工业化、城市化过程中农业发展和永续农业的运行轨迹和政策措施,进一步了解台湾地区有关永续农业的一系列发展模式与经验教训;通过两岸循环型农业发展的对比分析,还可以提出一些可相互借鉴的发展模式与对策措施,以及两岸循环型农业合作发展的目标、模式及其配套措施等,达到既促进两岸循环型农业科技、信息、资源、环境等方面的优化与共享,促进两岸循环型农业的协同发展,又可为海峡两岸共同迎接经济全球化和区域化的挑战开创出新的契机。注释:①刚刚结束的两岸经贸论坛,就如何加强和深化两岸经济交流与合作进行了广泛而深入的探讨,取得了一系列重要成果。其中,“两岸农业交流与合作问题”又取得了许多新的突破,再次引起了人们的广泛关注和肯定。本次论坛由中共中央台湾工作办公室海研中心与中国国民党国政研究基金会共同主办,海峡经济科技合作中心与两岸和平发展基金会共同承办,时间:2006年4月14日至15日,地点:北京。②解振华. 关于循环经济理论与政策的几点思考[N]. 光明日报,2003年11月3日.③①肉鸡主业链,即以种鸡饲养、鸡苗孵化、饲料加工、肉鸡饲养、肉鸡加工、深加工为主的肉鸡主业链;②生物工程副业链,即以鸡下脚料,如用鸡羽毛开发多肽氨基酸、鸡肠子提取胰蛋白酶等开发利用为主的生物工程副业链;③有机肥副业链,即以鸡粪加工成生物有机肥,带动有机种植业,实现资源的综合、高效利用。④韩超. 循环经济与农业实践——经济日报循环经济发展战略高层研讨会(2005年9月24日至25日)侧记. 经济日报网站,2005-10-10.【参考文献】[1]彭作奎. 加入WTO后两岸农业发展的互补性与合作前景[A]. 见:加入WTO的两岸农业:投资、贸易与合作[C]. 北京:中国农业出版社,2003,22-31.[2]邓启明,李建华,黄献光. 海峡两岸农产品贸易的现状与发展[J]. 农业经济问题,2005(12):34-37.[3]冯之浚主编. 循环经济导论[M]. 北京:人民出版社,2004.[4]欧明豪,宣亚南,郭忠兴,等. 循环型农业若干问题探讨——以江苏省为例[A]. 见:黄祖辉,杨列勋,陈随军主编. 农业经济管理论文集[C]. 北京:科学出版社,2005,450-459.[5]吴天马. 循环经济与农业可持续发展[J]. 环境导报,2002(4):4-6.[6]陈德敏,王文献. 循环农业——中国未来农业的发展模式[J]. 经济师,2002(11):8-9.[7]黄贤金主编. 循环经济:产业模式与政策体系[M]. 南京:南京大学出版社,2004.
这篇文章,应该从以下几点写:1、内循环、双循环的定义以及对国民经济的影响。2、我国目前内循环双循环发展到现状,以及进一步发展到必要性,可以具体写(1)当前国际、国内形势(单边主义,疫情等等。(2)不发展这个战略可能造成的问题。3、结论
给我1000分我也不干~
热机效率热力学定律的发现与提高热机效率的研究有密切关系。蒸汽机虽然在18世纪就已发明,但它从初创到广泛应用,经历了漫长的年月,1765年和1782年,瓦特两次改进蒸汽机的设计,使蒸汽机的应用得到了很大发展,但是效率仍不高。如何进一步提高机器的效率就成了当时工程师和科学家共同关心的问题。中文名热机效率外文名Heat engine efficiency表达式η=Q有/Q总×100%应用学科物理学快速导航理想循环 卡诺循环 ηC 公式 弹性流体试验 热机定律 效率数值 提高效率背景介绍法国数学家和工程学家萨迪·卡诺的父亲拉札尔·卡诺(Lazre Nico-las Carnot,1753—1823)率先研究了这类问题,在他的著作中讨论了各种机械的效率,隐讳地提出这样一个观念:设计低劣的机器往往有“丢失”或“浪费”。当时,在水力学中有一条卡诺原理,就是拉札尔·卡诺提出的,说的是效率最大的条件是传送动力时不出现振动和湍流,这实际上反映了能量守恒的普遍规律。他的研究对他的儿子有深刻影响。[1]热机效率1824年萨迪·卡诺发表了著名论文《关于火的动力及适于发展这一动力的机器的思考》,提出了在热机理论中有重要地位的卡诺定理,这个定理后来成了热力学第二定律的先导。他写道①:[1]“为了以最普遍的形式来考虑热产生运动的原理,就必须撇开任何的机构或任何特殊的工作物质来进行考虑,就必须不仅建立蒸汽机原理,而且要建立所有假想的热机的原理,不论在这种热机里用的是什么工作物质,也不论以什么方法来运转它们。”[1]卡诺取最普遍的形式进行研究的方法,充分体现了热力学的精髓。他撇开一切次要因素,径直选取一个理想循环,由此建立热量和其转移过程中所作功之间的理论联系。[1]他首先作了如下假设:“设想两个物体A与B,各保持于恒温,A的温度高于B;两者不论取出热或获得热,均不引起温度变化,其作用就象是两个无限大的热质之库。我们称A为热源,称B为冷凝器。”[1]理想循环卡诺选取的理想循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成的;等温膨胀时吸热,等温压缩时放热,空气经过一个循环,可以对外作功。[1]卡诺由这个循环出发,提出了一个普遍的命题:“热的动力与用于实现动力的工作物质无关;动力的量只取决于热质在其间转移的两物体的温度。”[1]卡诺根据热质守恒的假设和永动机不可能实现的经验总结,经过逻辑推理,证明他的理想循环获得了最高的效率。他写道:“如果有任何一种使用热的方法,优于我们所使用的,即如有可能用任何一种过程,使热质比上述操作顺序产生更多的动力,那就有可能使动力的一部分转化于使热质从物体B送回到物体A,即从冷凝器回到热源,于是就可以使状态复原,重新开始第一道操作及其后的步骤,这就不仅造成了永恒运动,甚至还可以无限地创造出动力而不消耗热质或任何其他工作物质。这样的创造与公认的思想,与力学定律以及与正常的物理学完全矛盾,因而是不可取的。所以由此可得结论:用蒸汽获得的最大动力也是用任何其他手段得到的最大动力。”[1]这就是卡诺定理的最初表述。用现代词汇来讲就是:热机必须工作在两个热源之间,热机的效率仅仅决定于两个热源的温度差,而与工作物质无关,在两个固定热源之间工作的所有热机,以可逆机效率最高。[1]
热力学第二定律是在热力学第一定律(能量守恒定律)建立后不久建立起来的,它的建立与19世纪20年代卡诺对于热机的研究有着密切的关系。卡诺在探索提高热机效率的研究工作中,抓住了热机的本质,撇开了各种次要因素,抽象出一个仅仅工作于一个高温热源和一个低温热源(冷源)间的理想热机(卡诺热机),他把这样一个热机比拟为水轮机:“我们可以足够确切地把热的动力比之于瀑布……瀑布的动力取决于液体的高度和液体的量;而热的动力同样取决于所用热质的量以及热质的‘下落高度’,即交换热质的两物体之间的温度差。”卡诺所处的时代正是热质说占统治地位的时代,卡诺的这段话也是热质说的反映。现在看起来当然是不对的,但是他得到的结论却是正确的:“单独提供热不足以给出推动力,还必须要冷。没有冷,热将是无用的。”他已经接触到了热力学第二定律的边缘。 英国物理学家开尔文(原名汤姆逊)在研究卡诺和焦耳的工作时,发现了某种不和谐:按照能量守恒定律,热和功应该是等价的,可是按照卡诺的理论,热和功并不是完全相同的,因为功可以完全变成热而不需要任何条件,而热产生功却必须伴随有热向冷的耗散。他在1849年的一篇论文中说:“热的理论需要进行认真改革,必须寻找新的实验事实。”同时代的克劳修斯也认真研究了这些问题,他敏锐地看到不和谐存在于卡诺理论的内部。他指出卡诺理论中关于热产生功必须伴随着热向冷的传递的结论是正确的,而热的量(即热质)不发生变化则是不对的。克劳修斯在1850年发表的论文中提出,在热的理论中,除了能量守恒定律以外,还必须补充另外一条基本定律:“没有某种动力的消耗或其他变化,不可能使热从低温转移到高温。”这条定律后来被称作热力学第二定律。克劳修斯的表述在现代教科书中一般表述为: 不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。第二年(1851年)开尔文提出了热力学第二定律的另一种表述方式,开尔文的表述在现代教科书中一般表述为: 不可能从单一热源吸取热量,使之完全变成有用功而不产生其他影响。 开尔文的表述更直接指出了第二类永动机的不可能性。所谓第二类永动机,是指某些人提出的例如制造一种从海水吸取热量,利用这些热量做功的机器。这种想法,并不违背能量守恒定律,因为它消耗海水的内能。大海是如此广阔,整个海水的温度只要降低一点点,释放出的热量就是天文数字,对于人类来说,海水是取之不尽、用之不竭的能量源泉,因此这类设想中的机器被称为第二类永动机。而从海水吸收热量做功,就是从单一热源吸取热量使之完全变成有用功并且不产生其他影响,开尔文的说法指出了这是不可能实现的,也就是第二类永动机是不可能实现的。因此热力学第二定律的开尔文表述也可简述为: 第二类永动机是不可能造成的
法国数学家和工程学家萨迪·卡诺的父亲拉札尔·卡诺(Lazre Nico-las Carnot,1753—1823)率先研究了这类问题,在他的著作中讨论了各种机械的效率,隐讳地提出这样一个观念:设计低劣的机器往往有“丢失”或“浪费”。当时,在水力学中有一条卡诺原理,就是拉札尔·卡诺提出的,说的是效率最大的条件是传送动力时不出现振动和湍流,这实际上反映了能量守恒的普遍规律。他的研究对他的儿子有深刻影响。1824年萨迪·卡诺发表了著名论文《关于火的动力及适于发展这一动力的机器的思考》,提出了在热机理论中有重要地位的卡诺定理,这个定理后来成了热力学第二定律的先导。他写道①:“为了以最普遍的形式来考虑热产生运动的原理,就必须撇开任何的机构或任何特殊的工作物质来进行考虑,就必须不仅建立蒸汽机原理,而且要建立所有假想的热机的原理,不论在这种热机里用的是什么工作物质,也不论以什么方法来运转它们。”卡诺取最普遍的形式进行研究的方法,充分体现了热力学的精髓。他撇开一切次要因素,径直选取一个理想循环,由此建立热量和其转移过程中所作功之间的理论联系。他首先作了如下假设:“设想两个物体A与B,各保持于恒温,A的温度高于B;两者不论取出热或获得热,均不引起温度变化,其作用就象是两个无限大的热质之库。我们称A为热源,称B为冷凝器。”如图2-4。