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课件网) 第三章 热力学定律 第3节 热力学第二定律 1.知道什么是可逆过程与不可逆过程,知道热传递的方向性。 2.掌握热力学第二定律的两种表述,并能用热力学第二定律解释第二类永动机不能制成的原因。 一滴红色颜料滴进一杯清水中扩散，整杯水将均匀地变红。从系统的角度来看，扩散之前是一种状态，扩散后是另一种状态。那么，水中扩散后的颜料能否自发地重新聚集在一起，而其余部分又变成清水？ 思考与讨论： 能量守恒定律告诉我们，在自然界发生的一切过程中能量都是守恒的，一个导致能量创生或能量消失的过程是不可能出现的。 1.符合能量守恒定律的宏观过程都能自发地进行吗？ 2.你是否可以举例证明你的观点？ 融化的冰糕，是否可以在同温下是否可以重新凝固？ 撒了气的气球，是否可以自发的把散掉的气体重新收集起来？ 无数事实告诉我们，自然界中与热现象有关的宏观过程不可能自动地逆向进行。要使它们逆向进行，就必须由外界对它们施加影响。 1.可逆过程：一个系统由某一状态出发，经过某一过程到达另一状态，如果存在另一过程，它能使系统和外界完全复原，即系统回到原来的状态，同时消除原来过程对外界的一切影响，则原来的过程称为可逆过程。 知识点一：可逆过程与不可逆过程 2.不可逆过程：如果用任何方法都不能使系统和外界完全复原，则原来的过程称为不可逆过程 覆水难收、破镜难圆。水从高山流到河谷，不可能自动地流回高处；一滴墨水滴入一杯清水，最终会均匀地扩散开来，不可能再自动地凝成一滴墨水。 热量可自发地由高温物体传给低温物体，或者由物体的高温部分传给低温部分。但是，从未发现过热量自发地由低温物体传给高温物体，或由物体的低温部分传给高温部分，尽管这样的过程并不违背热力学第一定律。 热传递是不可逆过程，具有方向性。 在焦耳的叶轮搅水实验中，重物可自动下落，使叶轮在水中转动，与水相互摩擦使水温上升，这是机械能转化为内能的过程。与此相反的过程，即水温自动降低，产生水流，推动叶轮转动，带动重物上升的过程是不可能发生的，尽管这样的过程不违背热力学第一定律。 功热转化这一热现象是不可逆的，具有方向性。 热传递是内能的转移过程 功热转化是内能的转化过程 过程不可逆 凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性。 在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力学第二定律。 克劳修斯 不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。 1.克劳修斯表述： 这一表述阐述了热量传递的方向性，并不是热量不能从低温物体转移到高温物体，只是热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。 表述中的“不引起其他变化”是指外界不需要做功。如果外界做了一定的功，把热量从低温物体传到高温物体是完全可能的。 知识点二：热力学第二定律及第二类永动机 电冰箱通过电流做功，把热量从冰箱内温度较低的冷冻室、冷藏室传到冰箱外温度较高的空气中，但这一过程要消耗电能，即引起了“其他变化”。 电冰箱和空调机的制冷过程 第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能； 第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能。 热机工作的两个阶段： 2.热机： 热机是消耗内能对外做功的一种装置。 从高温热源吸收的热量，一部分用来对外做功，另一部分传给低温热源 热机对外做的功W < Q（从高温热源吸收的热量） 物理学中，把热机对外做的功跟它从高温热源吸收的热量的比值称为热机的效率，用η表示，即由此可见，热机的效率 在对热机的特点进行分析后，开尔文提出了热力学第二定律的另一种表述 热机对外做的功W < Q（从高温热源吸收的热量） 3.热力学第二定律的开尔文表述： 不可能从单一热源吸取 ... ...
