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1、第四節(jié) 熱力學(xué)第二定律一、熱傳導(dǎo)的方向性1熱可以自發(fā)地由_物體傳遞給_物體，但相反方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行，即熱傳導(dǎo)具有_，是一個(gè)不可逆過(guò)程2說(shuō)明高溫低溫方向性(1)“自發(fā)地”指在不受外來(lái)干擾的條件下進(jìn)行的自然過(guò)程(2)要將熱量從低溫物體傳向高溫物體，必須有“外界的影響或幫助”，即要有外界對(duì)其做功才能完成二、機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程方向性1機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性，機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程是可以自發(fā)進(jìn)行的，反之不能自發(fā)進(jìn)行，要將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能必然會(huì)引起其他影響2從單一熱源吸熱全部用來(lái)做功而不引起其他變化的熱機(jī)稱為第二類永動(dòng)機(jī)它不可能制成的原因是其違背了_熱力學(xué)第二定律三、熱力學(xué)第二定律不
2、可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化；不能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓摹崃W(xué)第二定律的微觀實(shí)質(zhì)1做功是與分子群體的有序運(yùn)動(dòng)聯(lián)系在一起的，內(nèi)能是和分子的無(wú)序運(yùn)動(dòng)聯(lián)系在一起的，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程，從微觀上來(lái)說(shuō)是大量分子的有序運(yùn)動(dòng)朝無(wú)序運(yùn)動(dòng)的方向轉(zhuǎn)換的過(guò)程，其相反方向的過(guò)程是大量分子從無(wú)序運(yùn)動(dòng)朝有序運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換的過(guò)程2熱傳導(dǎo)的過(guò)程是使物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)由比較_狀態(tài)向_狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程3熱力學(xué)第二定律的微觀實(shí)質(zhì)是：與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的宏觀過(guò)程，總是朝著分子熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)序性_的方向進(jìn)行的有序的無(wú)序的增加五、熵1熵是用來(lái)描述物體的_的一個(gè)物理量，物體內(nèi)部分子
3、熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性越高，物體的熵就越_無(wú)序程度大2系統(tǒng)的熵值反映了它所處狀態(tài)的均勻程度，系統(tǒng)的熵值越小，它所處的狀態(tài)越是有序，越不均勻；系統(tǒng)的熵值越大，它所處的狀態(tài)越是無(wú)序，越均勻系統(tǒng)總是力圖自發(fā)地從_的狀態(tài)向_(即從有序走向無(wú)序)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，這就是隔離系統(tǒng)“熵值增大原理”的微觀物理意義熵值較小熵值較大熱力學(xué)第二定律的兩種表述1克勞修斯表述：不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化表述中的其他變化是指高溫物體吸熱和低溫物體放熱兩者以外的任何變化，如果允許引起其他變化，熱量由低溫物體傳入高溫物體也是可能的，例如：制冷機(jī)可以將熱量從低溫?zé)嵩磦鹘o高溫?zé)嵩?，但這不是自動(dòng)傳遞的，需有外界對(duì)氣體做功，
4、并把所做的功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岫腿敫邷責(zé)嵩?，外界做了這部分的功，自然要引起其他變化2開(kāi)爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓硎鲋姓f(shuō)的其他變化，是指除了單一熱源放熱和對(duì)外界做功這兩者以外的任何其他變化其實(shí)，并非熱不能完全轉(zhuǎn)化為功，而是在不引起其他變化的條件下熱不能完全轉(zhuǎn)化為功例如：理想氣體從單一熱源吸熱做等溫膨脹時(shí)內(nèi)能不變，即U0，按熱力學(xué)第一定律，得 QW，即所吸收熱量全部轉(zhuǎn)化為功，但是在這一過(guò)程中卻引起了其他變化，即氣體的體積膨脹，不能自動(dòng)地縮回3熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述與熱機(jī)的工作有關(guān)；克勞修斯表述與熱傳導(dǎo)現(xiàn)象有關(guān)，兩種表述貌似不同，但是它們通過(guò)熱功轉(zhuǎn)換和熱傳
5、導(dǎo)各自表述了過(guò)程進(jìn)行的方向性，所以本質(zhì)上是一致的可以證明兩種表述等效：如果開(kāi)爾文表述是正確的，則克勞修斯表述也是正確的，若違反開(kāi)爾文表述，也必違背克勞修斯表述熱力學(xué)第二定律的理解例 1下列所述過(guò)程是可逆的，還是不可逆的？A氣缸與活塞的組合內(nèi)裝有氣體，當(dāng)活塞上沒(méi)有外加壓力，活塞與氣缸間沒(méi)有摩擦，氣體緩慢地膨脹時(shí)；B上述裝置，當(dāng)活塞上沒(méi)有外加壓力，活塞與氣缸上摩擦很大，使氣體緩慢地膨脹時(shí)；C上述裝置，沒(méi)有摩擦，但調(diào)整外加壓力，使氣體能緩慢地膨脹時(shí)；D在一絕熱容器內(nèi)盛有液體，不停地?cái)噭?dòng)它，使它溫度升高；E在一傳熱容器內(nèi)盛有液體，容器放在一恒溫的大水池內(nèi)，液體不停地?cái)噭?dòng)，可保持溫度不變；F在一絕熱容器
6、內(nèi)，不同溫度的液體進(jìn)行混合；G在一絕熱容器內(nèi)，不同溫度的氦氣進(jìn)行混合解析：A.發(fā)生自由膨脹，則是不可逆的；B.有摩擦發(fā)生，也是不可逆的；C.是準(zhǔn)靜態(tài)無(wú)摩擦的膨脹，則為可逆過(guò)程；D.這是做功變?yōu)闊岬倪^(guò)程，一定不可逆；E.此過(guò)程中既有“功變熱”又有“熱傳導(dǎo)”，也是不可逆過(guò)程；F.液體的擴(kuò)散是不可逆過(guò)程；G.有一定溫度差的熱傳導(dǎo)是不可逆過(guò)程答案：見(jiàn)解析熱力學(xué)第二定律的理解例 2一種冷暖兩用型空調(diào)，銘牌標(biāo)注：輸入功率 1kW，制冷能力 1.2104 kJ/h，制熱能力 1.3104 kJ/h.這樣，該空調(diào)在制熱時(shí)，每消耗 1 J 電能，將放出 3 J 多熱量，是指標(biāo)錯(cuò)誤還是能量不守恒？解析：都不是空調(diào)制冷、制熱靠壓縮機(jī)做功，從室內(nèi)(室外)吸收熱量放到室外(室內(nèi))在制熱時(shí)，放出的熱量等于消耗的電能與從室外吸收的熱量之和，完全可以大于電能消耗這既不違背熱力學(xué)第一定律，也不違背熱力學(xué)第二定律答案：見(jiàn)解析返回返回
高中物理 第三章 第四節(jié) 熱力學(xué)第二定律課件 粵教版選修33
