第3节 热力学第二定律

思维激活

1.燃烧的火柴，将化学能转化为热能，没见过燃过的火柴再自动"回复"原状.

2.两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为一种均匀的混合气体，但是绝不会发生相反的现象：一种均匀的混合气体会自发地分开，成为两种气体.

3.荡来荡去的秋千，如果不能持续得到外加的能量，空气阻力及秋千受到的摩擦力就会使秋千逐渐减小摆动的幅度，直到最终停摆.绝没见过停摆的秋千又自动摆动起来.

4.人们从生到死，没见过"返老还童".

不能实现这些相反的过程吗?

提示：现实生活中，很多热现象都是不可逆的，气体的膨胀、扩散、有摩擦的机械运动......都有特定的方向性，这些过程可以自发地朝某个方向进行，例如热由高温物体传向低温物体，而相反的过程，即使不违背能量守恒定律，我们也从未见到它们会自发地进行.为了反映宏观自然过程的方向性，我们引入了热力学第二定律.

自主整理

一、自然过程的方向性

1.温度不同的两个物体接触时,热量会____________地从___________物体传给____________物体,但不会自发地从____________物体传给____________物体.这说明:热传导的过程具有____________.

2."自发地"是指没有任何外界的影响或帮助.如:重物下落、植物的开花结果等都是自然界客观存在的一些过程,它们不受外来干扰,这就是"自发"的过程.

3.功转变为热这一热现象是____________的,具有____________.热转变为功这一热现象也是____________的,具有____________.

二、热力学第二定律的表述

1.在物理学中,反映宏观自然过程的____________的定律就是热力学第二定律.

2.第一种表述(克劳修斯表述):热量不能____________从低温物体传到高温物体.(说明热传导的方向性).

3.第二种表述(开尔文表述):不可能从____________吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响.(说明功转变为热现象的宏观过程是不可逆的).

4.第二类永动机

(1)定义

只从__________吸收热量,使之完全变为有用的____________而不引起其他变化的热机.

(2)第二类永动机不可能制成

虽然第二类永动机不违反____________________,大量的事实证明,在任何情况下,热机都不可能只有一个热源,热机要不断地把吸取的热量变为有用的功,就不可避免地将一部分热量传给低温热源.

高手笔记

1.热机的效率

热机是一种把内能转化为机械能的装置,并且热机做的功W和它从热源吸收的热量Q的比值叫做热机的效率,即η=.

2.两类永动机的比较

(1)第一类永动机:不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功.能量的转化和守恒定