4-热力学第二定律-(4)VIP免费

44热力学第二定律第十章热力学定律热传递：热量会自发地从高温物体传给低温物体，从而使低温物体升温，高温物体温度降低。电冰箱消耗电能，对制冷系统做功，致冷系统不断地把箱内热量传给外界的空气，从而保持冰箱内部的温度比外部的低.热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行。要实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而产生其它影响或引起其它变化。空气与溴气的扩散气体扩散具有方向性气体扩散具有方向性动画：气体向真空扩散一辆汽车在水平地面上滑行，由于克服摩擦力做功，最后要停下来.在这个过程中，物体的动能转化成为内能，使物体和地面的温度升高.我们能不能看到这样的现象：一辆汽车靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使汽车运动起来．降温机械能和内能的转化过程具有方向性一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的.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（secondlawofthermodynamics).共同特征：一、热力学第二定律的一种表述热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体(1)克劳修斯表述中强调了“在不引起其它的变化的条件下，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体。”(2)如果允许“其它变化”，例如利用致冷机做功，热量可以从低温物体传到高温物体上，而致冷机做功就属于“其它变化”。(3)如果设想克劳修斯表述不成立，即在无任何外界做功的情况下，热量就能从低温热源传向高温热源。按此设想就可制成一种无功致冷机，如图所示，它无需消耗功就能致冷。克劳修斯表述否定了这种可能性。说明：一、热力学第二定律的一种表述1．下列说法中，正确的是()A．一切形式的能量间的相互转化都具有方向性B．热量不可能由低温物体传给高温物体C．气体的扩散过程具有方向性D．一切形式的能量间的相互转化都不具有可逆性热力学第二定律反映的所有与热现象有关的宏观过程都具有方向性在产生其他影响的情况下,热量可以从低温物体传给高温物体.例如冰箱C热机二、热力学第二定律的另一种表述热机效率η=W/Q1<100%Q1=W+Q2热源冷凝器热机做功W二、热力学第二定律的另一种表述不可能从单一热库吸收，使之完全变成功，而不产生其他影响。热力学第二定律的开尔文表述：二、热力学第二定律的另一种表述热源热机冷凝器不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化。热力学第二定律的开尔文表述又可以表述为：第二类永动机是不可能制成的.第二类永动机二、热力学第二定律的另一种表述1．在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其他影响”的涵义(1)“自发地”是指：热量从高温物体“自发地”传给低温物体的方向性。在传递过程中不会对其他物体产生影响或借助其他物体提供能量等.(2)“不产生其他影响”的涵义：是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响。如吸热、放热、做功等。说明：二、热力学第二定律的另一种表述开尔文表述实质说明功变热过程的不可逆性，克劳修斯表述则说明热传导过程的不可逆性，两种表述是等价的，可用反证法证明。违背开尔文表述一定违背克劳修斯表述Q1──热机从T1吸热A──热机输出功Q2──热机从T2吸热Q1+Q2──致冷机向T1放热如果开尔文表述不成立，可制成一个单热源热机，将它同另一个制冷机组成复合机，如图所示，其总效果相当于一个无功致冷机，于是克劳修斯表述也就不成立。2．热力学第二定律两种表述的比较二、热力学第二定律的另一种表述违背克劳修斯表述一定违背开尔文表述T2──低温热源Q2──热量通过假想装置自动地从T2传向T1Q1──卡诺热机从T1吸热A──卡诺热机对外作功开尔文表述实质说明功变热过程的不可逆性，克劳修斯表述则说明热传导过程的不可逆性，两种表述是等价的,可用反证法证明.如果克劳修斯表述不成立，则可制成一个无功致冷机，将它同另一个热机组成复合机，如图所示，就可使复合机成为一单热源热机，即开尔文表述也不成立.二、热力学第二定律的另一种表述3．热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观...