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1、第22點 熱力學第二定律
1.用于分析宏觀過程的方向性
“自發(fā)地”和“不引起其他變化”是理解熱力學第二定律的關鍵.第二定律的每一種表述,都揭示了自然界中涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性.
2.分析永動機不可能制成的原因
第一類永動機違背了能量守恒定律,不可能制成.第二類永動機也是不可能制成的,它雖然不違背能量守恒定律,但違背熱力學第二定律中宏觀熱現(xiàn)象的方向性.
3.熱力學第二定律在生活中的綜合應用
(1)生活中有時也會出現(xiàn)熱量從低溫物體傳到高溫物體的機器,如最典型的制冷類型機器,像電冰箱、空調(diào)等,但這些都是有條件的,即有外界參與的.讓熱量無條件地、自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體
2、是不可能的.
(2)用熱力學第二定律的兩種表述來解釋有關物理現(xiàn)象,是判斷物理過程能否發(fā)生的依據(jù).
對點例題 根據(jù)熱力學第二定律,下列判斷正確的是( )
A.電流的能量不可能全部變?yōu)閮?nèi)能
B.在火力發(fā)電機中,燃氣的內(nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔?
C.熱機中,燃氣內(nèi)能不可能全部變?yōu)闄C械能而不引起其他變化
D.在熱傳遞中,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體
解題指導 根據(jù)熱力學第二定律可知,凡與熱現(xiàn)象有關的宏觀過程都具有方向性,電流的能量可全部變?yōu)閮?nèi)能(由焦耳定律可知),而內(nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔芏划a(chǎn)生其他影響.機械能可全部變?yōu)閮?nèi)能,而內(nèi)能不可能全部
變成機械能而不產(chǎn)生其他影響.
3、在熱傳遞中,熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體,而不能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體.
答案 BCD
規(guī)律總結(jié) 在其他形式的能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化以及熱傳遞的方向性的實例中,要注意其他形式的能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為其他形式的能而不產(chǎn)生其他影響;熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體,但卻不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體而不產(chǎn)生其他影響,即能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性.
此外,應牢牢抓住熱力學第二定律兩個表述中的關鍵詞,一個是“自發(fā)”,一個是“其他影響”,在考慮任何和熱現(xiàn)象有關的過程能否發(fā)生時,都應首先看是否符合這兩條.
關于永動機和熱力學定律的討論,下列敘述正確的是( )
A.第二類永動機違反能量守恒定律
B.如果物體從外界吸收了熱量,則物體的內(nèi)能一定增加
C.外界對物體做功,則物體的內(nèi)能一定增加
D.做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點來看這兩種改變方式是有區(qū)別的
答案 D
解析 第二類永動機違反熱力學第二定律,并不是違反能量守恒定律,故A錯誤.根據(jù)熱力學第一定律ΔU=Q+W知內(nèi)能的變化由做功W和熱傳遞Q兩個方面共同決定,只知道做功情況或只知道傳熱情況都無法確定內(nèi)能的變化情況,故B、C錯誤.做功和熱傳遞都可改變物體內(nèi)能.但做功是不同形式能的轉(zhuǎn)化,而熱傳遞是同種形式能的轉(zhuǎn)移,這兩種方式是有區(qū)別的,故D正確.