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第十章 热力学定律,第四节 热力学第二定律,任何物体都具有内能，在地球上贮存量十分丰富的海水总质量约达1.41018吨，它的温度只要降低0.1，就能释放相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量，而人类都不能利用这种“新能源”，究其原因，是因为涉及物理学的一个基本定律。,1、实例：热量会自发地从高温物体传给低温度物体。,2、热传导的过程具有方向性,3、自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。,一、热传导的方向性,热传导的过程可以向一个方向自发地进行（热量从高温物体自发地传给低温物体）；但向相反的方向不会自发地产生（热量不会自发地从低温物体传给高温物体），只有在外界的帮助才能进行。,二、机械能与内能转化的方向性,机械能可以全部转化为内能；,在不引起其他变化的情况下，内能却不能全部转化成机械能？,三、热机：,1、热机工作特点,2、工作示意图,需要一定工作物质。,需要两个热源。,把热(内）能转换成机械能的装置,(1)、热机做的功W和它从热源吸收的热量Q吸的比值叫做热机的效率 (2)、热机的效率不可能达到100,3、热机的效率,四、第二类永动机,1、第二类永动机：人们把想象中能够从单一热源吸收热量，全部用来做功而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机,2、第二类永动机不可能制成 表示机械能和内能的转化过程具有方向性。尽管机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化成机械能，同时不引起其他变化。,3、第一类永动机和第二类永动机 它们都不可能制成，第一类永动机的设想违反了能量守恒定律；第二类永动机的设想虽不违反能量守恒定律，但违背了跟热现象相联系的宏观过程具有方向性的自然规律。,五、热力学第二定律,1、热力学第二定律常见的两种表述： （1）按热传递的方向性来表述：不可能使热量从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。 （2）按机械能与内能转化过程的方向性来表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。,2、两种表述是等价的 可以从一种表述导出另一种表述，两种表述都称为热力学第二定律,3、热力学第二定律的意义 提示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律。,1、宇宙中存在着温度的下线：-273.15，以这个下线为起点的温度叫热力学温度。,2、热力学零度不可能达到。,六、热力学第三定律,例1、根据热力学第二定律，下列判断正确的是（ ） A、电流的能不可能全部变为内能 B、在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能 C、热机中，燃气内能不可能全部变为机械能 D、在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温度物体。,B、C、D,例2、第二类永动机不可以制成，是因为（ ）,A、 违背了能量的守恒定律 B、热量总是从高温物体传递到低温物体 C、机械能不能全部转变为内能 D、内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化,D,例3、试对热力学第一定律和热力学第二定律做一简单的评析,热力学第一定律和热力学第二定律是构成热力学知识的理论基础，前者对自然过程没有任何限制，只指出在任何热力学过程中能量不会有任何增加或损失，反映的是物体内能的变化与热量、做功的定量关系；后者则是解决哪些过程可以自发地发生，哪些过程必须借助于外界条件才能进行。,小结 ：,1、 热力学第二定律有常见的两种表述，提示了有大量分子参与的宏观过程(即与热现象有关的宏观过程)的方向性，第二类永动机不可能制成。,2、热力学零度不可能达到。,
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