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1、第十章第十章 热力学定律热力学定律第四节第四节 热力学第二定律热力学第二定律 任何物体都具有内能，在地球上贮存量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十分丰富的海水总质量约达1.4101.4101818吨，它吨，它的温度只要降低的温度只要降低0.10.1，就能释放相当于，就能释放相当于18001800万个功率为万个功率为100100万千瓦的核电站一年的万千瓦的核电站一年的发电量，而人类都不能利用这种发电量，而人类都不能利用这种“新能源新能源”，究其原因，是因为涉及物理学的一个基本，究其原因，是因为涉及物理学的一个基本定律定律。 1 1、实例：热量会自发地从高温物体传、实例：
2、热量会自发地从高温物体传给低温度物体。给低温度物体。2 2、热传导的过程具有方向性、热传导的过程具有方向性 3 3、自然界中进行的涉及热现象的宏观过、自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。程都具有方向性。一、热传导的方向性一、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）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；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。在外界的帮助才能进行。二、机械
3、能与内能转化的方向性二、机械能与内能转化的方向性 机械能可以全部转化为内能；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？能全部转化成机械能？三、热机：三、热机：1、热机工作特点、热机工作特点2、工作示意图、工作示意图需要一定工作物质。需要一定工作物质。需要两个热源。需要两个热源。高温热源高温热源T1低温热源低温热源T2W把热把热( (内）能转换成机械能的装置内）能转换成机械能的装置 (1)(1)、热机做的功、热机做的功W W和它和它从热源吸收的热量从热源吸收的热量Q Q吸吸的的比值叫做热机的效率比值叫做热机的效率 (2)(
4、2)、热机的效率不可、热机的效率不可能达到能达到1001003、热机的效率、热机的效率高温热源高温热源T1低温热源低温热源T2W四、第二类永动机四、第二类永动机 1 1、第第二二类类永永动动机机：人人们们把把想想象象中中能能够够从从单单一一热热源源吸吸收收热热量量，全全部部用用来来做做功功而而不不引引起起其他变化的热机叫做其他变化的热机叫做第二类永动机第二类永动机 2 2、第二类永动机不可能制成、第二类永动机不可能制成 表表示示机机械械能能和和内内能能的的转转化化过过程程具具有有方方向向性性。尽尽管管机机械械能能可可以以全全部部转转化化为为内内能能，内内能能却却不不能能全部转化成机械能，同时不
5、引起其他变化。全部转化成机械能，同时不引起其他变化。 3 3、第一类永动机和第二类永动机、第一类永动机和第二类永动机 它它们们都都不不可可能能制制成成，第第一一类类永永动动机机的的设设想想违违反反了了能能量量守守恒恒定定律律；第第二二类类永永动动机机的的设设想想虽虽不不违违反反能能量量守守恒恒定定律律，但但违违背背了了跟跟热热现现象象相相联联系的宏观过程具有方向性的自然规律。系的宏观过程具有方向性的自然规律。 五、热力学第二定律五、热力学第二定律1 1、热力学第二定律常见的两种表述：、热力学第二定律常见的两种表述： （1 1）按按热热传传递递的的方方向向性性来来表表述述：不不可可能能使使热热量
6、量从从低低温温物物体体传传到到高高温温物物体体，而而不不引引起起其其他变化。他变化。 （2 2）按按机机械械能能与与内内能能转转化化过过程程的的方方向向性性来来表表述述：不不可可能能从从单单一一热热源源吸吸收收热热量量并并把把它它全全部用来做功，而不引起其他变化。部用来做功，而不引起其他变化。2 2、两种表述是等价的、两种表述是等价的 可可以以从从一一种种表表述述导导出出另另一一种种表表述述，两两种种表表述都称为热力学第二定律述都称为热力学第二定律3 3、热力学第二定律的意义、热力学第二定律的意义 提提示示了了有有大大量量分分子子参参与与的的宏宏观观过过程程的的方方向向性性，是是独独立立于于热
7、热力力学学第第一一定定律律的的一一个个重重要要自然规律。自然规律。 1 1、宇宇宙宙中中存存在在着着温温度度的的下下线线：-273.15-273.15，以这个下线为起点的温度叫热力学温度。以这个下线为起点的温度叫热力学温度。2 2、热力学零度不可能达到。、热力学零度不可能达到。六、热力学第三定律六、热力学第三定律例例1 1、根根据据热热力力学学第第二二定定律律，下下列列判判断断正正确确的的是（是（ ） A A、电流的能不可能全部变为内能、电流的能不可能全部变为内能 B B、在在火火力力发发电电机机中中，燃燃气气的的内内能能不不可可能能全全部部变为电能变为电能 C C、热机中，燃气内能不可能全部
8、变为机械能、热机中，燃气内能不可能全部变为机械能 D D、在在热热传传导导中中，热热量量不不可可能能自自发发地地从从低低温温物物体传递给高温度物体。体传递给高温度物体。B、C、D例例2、第二类永动机不可以制成，是因为（、第二类永动机不可以制成，是因为（ ） A A、 违背了能量的守恒定律违背了能量的守恒定律 B B、热量总是从高温物体传递到低温物体、热量总是从高温物体传递到低温物体 C C、机械能不能全部转变为内能、机械能不能全部转变为内能 D D、内能不能全部转化为机械能，同时不引、内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化起其他变化 D 例例3 3、试对热力学第一定律和热力学第二定、试对
9、热力学第一定律和热力学第二定律做一简单的评析律做一简单的评析 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。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，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提示了有大量分子参与的宏观过程(即与即与热现象有关的宏观过程热现象有关的宏观过程)的方向性，第二的方向性，第二类永动机不可能制成。类永动机不可能制成。 2 2、热力学零度不可能达到。、热力学零度不可能达到。
