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第十章 熱力學(xué)定律,第四節(jié) 熱力學(xué)第二定律,任何物體都具有內(nèi)能，在地球上貯存量十分豐富的海水總質(zhì)量約達(dá)1.4×1018噸，它的溫度只要降低0.1℃，就能釋放相當(dāng)于1800萬個(gè)功率為100萬千瓦的核電站一年的發(fā)電量，而人類都不能利用這種“新能源”，究其原因，是因?yàn)樯婕拔锢韺W(xué)的一個(gè)基本定律。,1、實(shí)例：熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫度物體。,2、熱傳導(dǎo)的過程具有方向性,3、自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。,一、熱傳導(dǎo)的方向性,熱傳導(dǎo)的過程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行（熱量從高溫物體自發(fā)地傳給低溫物體）；但向相反的方向不會(huì)自發(fā)地產(chǎn)生（熱量不會(huì)自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體），只有在外界的幫助才能進(jìn)行。,二、機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性,機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；,在不引起其他變化的情況下，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能？,三、熱機(jī)：,1、熱機(jī)工作特點(diǎn),2、工作示意圖,需要一定工作物質(zhì)。,需要兩個(gè)熱源。,把熱(內(nèi)）能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置,(1)、熱機(jī)做的功W和它從熱源吸收的熱量Q吸的比值叫做熱機(jī)的效率 (2)、熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100％,3、熱機(jī)的效率,四、第二類永動(dòng)機(jī),1、第二類永動(dòng)機(jī)：人們把想象中能夠從單一熱源吸收熱量，全部用來做功而不引起其他變化的熱機(jī)叫做第二類永動(dòng)機(jī),2、第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成 表示機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性。盡管機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化。,3、第一類永動(dòng)機(jī)和第二類永動(dòng)機(jī) 它們都不可能制成，第一類永動(dòng)機(jī)的設(shè)想違反了能量守恒定律；第二類永動(dòng)機(jī)的設(shè)想雖不違反能量守恒定律，但違背了跟熱現(xiàn)象相聯(lián)系的宏觀過程具有方向性的自然規(guī)律。,五、熱力學(xué)第二定律,1、熱力學(xué)第二定律常見的兩種表述： （1）按熱傳遞的方向性來表述：不可能使熱量從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化。 （2）按機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性來表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。,2、兩種表述是等價(jià)的 可以從一種表述導(dǎo)出另一種表述，兩種表述都稱為熱力學(xué)第二定律,3、熱力學(xué)第二定律的意義 提示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性，是獨(dú)立于熱力學(xué)第一定律的一個(gè)重要自然規(guī)律。,1、宇宙中存在著溫度的下線：-273.15℃，以這個(gè)下線為起點(diǎn)的溫度叫熱力學(xué)溫度。,2、熱力學(xué)零度不可能達(dá)到。,六、熱力學(xué)第三定律,例1、根據(jù)熱力學(xué)第二定律，下列判斷正確的是（ ） A、電流的能不可能全部變?yōu)閮?nèi)能 B、在火力發(fā)電機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔?C、熱機(jī)中，燃?xì)鈨?nèi)能不可能全部變?yōu)闄C(jī)械能 D、在熱傳導(dǎo)中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫度物體。,B、C、D,例2、第二類永動(dòng)機(jī)不可以制成，是因?yàn)椋? ）,A、 違背了能量的守恒定律 B、熱量總是從高溫物體傳遞到低溫物體 C、機(jī)械能不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能 D、內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化,D,例3、試對熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律做一簡單的評析,熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是構(gòu)成熱力學(xué)知識(shí)的理論基礎(chǔ)，前者對自然過程沒有任何限制，只指出在任何熱力學(xué)過程中能量不會(huì)有任何增加或損失，反映的是物體內(nèi)能的變化與熱量、做功的定量關(guān)系；后者則是解決哪些過程可以自發(fā)地發(fā)生，哪些過程必須借助于外界條件才能進(jìn)行。,小結(jié) ：,1、 熱力學(xué)第二定律有常見的兩種表述，提示了有大量分子參與的宏觀過程(即與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程)的方向性，第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成。,2、熱力學(xué)零度不可能達(dá)到。,