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第十章 熱力學定律,第四節(jié) 熱力學第二定律,任何物體都具有內能，在地球上貯存量十分豐富的海水總質量約達1.4×1018噸，它的溫度只要降低0.1℃，就能釋放相當于1800萬個功率為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，是因為涉及物理學的一個基本定律。,1、實例：熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫度物體。,2、熱傳導的過程具有方向性,3、自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。,一、熱傳導的方向性,熱傳導的過程可以向一個方向自發(fā)地進行（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自發(fā)地產生（熱量不會自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體），只有在外界的幫助才能進行。,二、機械能與內能轉化的方向性,機械能可以全部轉化為內能；,在不引起其他變化的情況下，內能卻不能全部轉化成機械能？,三、熱機：,1、熱機工作特點,2、工作示意圖,需要一定工作物質。,需要兩個熱源。,把熱(內）能轉換成機械能的裝置,(1)、熱機做的功W和它從熱源吸收的熱量Q吸的比值叫做熱機的效率 (2)、熱機的效率不可能達到100％,3、熱機的效率,四、第二類永動機,1、第二類永動機：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叫做第二類永動機,2、第二類永動機不可能制成 表示機械能和內能的轉化過程具有方向性。盡管機械能可以全部轉化為內能，內能卻不能全部轉化成機械能，同時不引起其他變化。,3、第一類永動機和第二類永動機 它們都不可能制成，第一類永動機的設想違反了能量守恒定律；第二類永動機的設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、熱力學第二定律,1、熱力學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）按機械能與內能轉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、兩種表述是等價的 可以從一種表述導出另一種表述，兩種表述都稱為熱力學第二定律,3、熱力學第二定律的意義 提示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性，是獨立于熱力學第一定律的一個重要自然規(guī)律。,1、宇宙中存在著溫度的下線：-273.15℃，以這個下線為起點的溫度叫熱力學溫度。,2、熱力學零度不可能達到。,六、熱力學第三定律,例1、根據(jù)熱力學第二定律，下列判斷正確的是（ ） A、電流的能不可能全部變?yōu)閮饶?B、在火力發(fā)電機中，燃氣的內能不可能全部變?yōu)殡娔?C、熱機中，燃氣內能不可能全部變?yōu)闄C械能 D、在熱傳導中，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、第二類永動機不可以制成，是因為（ ）,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、機械能不能全部轉變?yōu)閮饶?D、內能不能全部轉化為機械能，同時不引起其他變化,D,例3、試對熱力學第一定律和熱力學第二定律做一簡單的評析,熱力學第一定律和熱力學第二定律是構成熱力學知識的理論基礎，前者對自然過程沒有任何限制，只指出在任何熱力學過程中能量不會有任何增加或損失，反映的是物體內能的變化與熱量、做功的定量關系；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行。,小結 ：,1、 熱力學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)象有關的宏觀過程)的方向性，第二類永動機不可能制成。,2、熱力學零度不可能達到。,