4　热力学第二定律 (2)

1、根据热力学第二定律，每个物体都有内能。地球上丰富的海水总质量约为1.41018吨。如果它的温度降低1摄氏度，它可以释放相当于1800万座核电站的年发电量，其功率为100万千瓦，足以供全世界使用4000年。然而，人类不能利用这种“新能源”。原因是它涉及热力学第二定律，一个物理学的基本定律。根据能量守恒定律，能量在自然界发生的所有过程中都是守恒的。那么，所有符合能量守恒的宏观过程都能发生吗？1.热传导的方向性1例：热量会自发地从高温物体传递到低温物体。2.热传导的过程是有方向性的。3.自然界中涉及热现象的宏观过程是有方向性的。热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。(克劳修斯陈述)，注意这里的“自

2、发”是指在没有任何外部影响或帮助的情况下，当冰箱工作时，它可以将冰箱中的热量(在较低温度下)传递给外部空气(在较高温度下)，因为冰箱消耗电能并对制冷系统做出贡献。热力学第二定律表述一储存食物，大气，冰箱制冷系统，作功，热机：它是一种将内能转化为机械能的装置，效率：Q1=W Q2热机的效率是从能量守恒定律可知的，内燃机原理：燃料燃烧产生热量Q1(高温储热器)，推动活塞向外作功， 并且将废气排放到外部世界(低温热储器)机械能和内能的转换的方向性，热源、冷凝器、热机都做功，不可能从单个热储器中吸收，并且使其完全成功而没有任何其他影响。 (开尔文表达式)，热源，热机，功，冷凝器，热力学第二定律-表达式

3、2，3，第二类永动机，第二类永动机：人们称能从单一热源吸收热量并利用它做功而不引起其他变化的假想热机为第二类永动机。第二种永动机不能制造，这意味着机械能和内能的转换过程是定向的。虽然机械能可以完全转化为内能，但内能不能完全转化为机械能，同时也不会引起其他变化。尽管第二种永动机的假设没有违反能量守恒定律，但它违反了与热现象相关的宏观自然过程的方向性定律。热力学第二定律有两种常见的表达式：(1)根据热传递的方向性：不可能在不引起其他变化的情况下将热量从低温物体传递到高温物体克劳修斯表达式(2)根据机械能和内能之间转换过程的方向性：不可能从单个储热器中吸收热量并将其全部用于做功而不引起其他变化开尔文

4、表达式。两种表达式是等价的，另一种可以从一个表达式中导出。这两个表达式都被称为热力学第二定律。3热力学第二定律的重要性表明了涉及大量分子的宏观过程的方向性，这是一个独立于热力学第一定律的重要自然定律。气体的内能不能完全转化为电能。在热机中，气体的内能不能完全转化为机械能。在热传导中，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。根据热力学第二定律，所有与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的能量可以完全转化为内能(从电流热效应中的焦耳定律可知)。然而，不能完全转化为电流的能量和机械能可以完全转化为内能，而内能不能完全转化为机械能。在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递到低温物体，而不能自发地从低

5、温物体传递到高温物体。因此，选项A是正确的。例2第二种永动机不能制造，因为a违反了能量守恒定律。b。热量总是从高温物体传递到低温物体。c。机械能不能完全转化为内能。d。内能不能完全转化为机械能而不引起其他变化。第二类永动机的单项选择分析虽然它符合能量守恒定律，但它违反了能量转换的某些过程是不可逆的这一定律。因此，这是不可能的。选项D是正确的。例3试图对热力学第一定律和热力学第二定律进行简单的分析。热力学第一定律和热力学第二定律是热力学知识的理论基础。前者对自然过程没有限制，只是指出在任何热力学过程中都不会有能量的增加或损失，反映了物体内能变化与热量和做功之间的定量关系；后者是解决哪些过程可以自

6、发发生，哪些过程必须在外部条件的帮助下进行。摘要：热力学第二定律有两种常见的表述，它们表明了涉及大量分子的宏观过程(即与热现象有关的宏观过程)的方向性，而第二种永动机是不能制造的。7.合并练习1。下列哪个物理过程有方向性？a .热传导过程；b .机械能和内能的转化过程；c .气体的扩散过程；d .气体膨胀成真空的过程。答：学士学位，2。热机是一种_ _ _ _ _ _装置。热机所做的功与从热源吸收的热量之比称为效率，3。热力学第二定律使人们认识到宏观过程涉及到_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _方向现象；全部；不行。第二种永动机是什么？为什么第二种永动机不能产生？答：能从单一热源吸收热量并全部用