2017-2018学年教科版选修3-3 第四章 能量守恒与热力学定律 第五章 能源与可持续发展 章末总结 学案
2017-2018学年教科版选修3-3    第四章 能量守恒与热力学定律 第五章 能源与可持续发展  章末总结      学案第2页



例1 如图1所示,一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中,气体压强p=1.0×105 Pa不变,吸收的热量Q=7.0×102 J,求此过程中气体内能的增量.

图1

答案 5.0×102 J

解析 等压变化过程有=,

对外做的功W=p(VB-VA)

根据热力学第一定律有ΔU=Q-W,

代入数据解得ΔU=5.0×102 J.

二、热力学第二定律

1.热力学第二定律的两种表述

(1)按照热传递的方向性表述为:热量不能自发地从低温物体传到高温物体.这是热力学第二定律的克劳修斯表述.

(2)按照机械能与内能转化的方向性表述为:不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响.这是热力学第二定律的开尔文表述.

2.热力学第二定律的微观意义

(1)一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行.

(2)用熵来表述热力学第二定律:在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小.

3.分析此类问题的方法

掌握热力学第二定律时,要注意理解其本质,即热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向的说明.凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明,都可以作为热力学第二定律的表述.本章对热力学第二定律的表述很多,这些不同形式的表述都是等价的.

例2 下列有关热力学第二定律的说法正确的是(  )

A.气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行,是可逆过程

B.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的

C.空调既能制冷又能制热,说明热传递不具有方向性

D.一定质量的理想气体向真空自由膨胀时,体积增大,熵减小

答案 B