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1、熱力學(xué)第二定律 例題解析
1．下列說(shuō)法正確的是
A．機(jī)械能全部變成內(nèi)能是不可能的，內(nèi)能全部變成機(jī)械能也是不可能的
B．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制造成功的原因是因?yàn)槟芰考炔粫?huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從一種形式轉(zhuǎn)成另一種形式
C．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體
D．任何熱機(jī)都不可能使燃料釋放的熱量完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從單一熱源吸收的熱量全部變成功在一定條件下是可能的
[精與解] 熱力學(xué)第二定律告訴我們：第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)并不違背能量守恒定律，只是機(jī)械能和內(nèi)能在相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中具有方向性，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
2、為機(jī)械能同時(shí)不引起其他變化．故A、B選項(xiàng)都不對(duì)。熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體，在有外界做功的情況下是可能的。從單一熱源吸熱并全部轉(zhuǎn)變成功，在有外界變化的情況下也是可能的，故C錯(cuò)D對(duì)。
[解后思] 熱力學(xué)第二定律的兩種表述：（1）熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳遞到高溫物體。（2）不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。這里的“不能”、“不可能”在一定條件下是可能的，空調(diào)、電冰箱都是通過(guò)外界做功使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，但是這一過(guò)程消耗了額外的能量。同理，從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，必定要引起其他變化。分析熱力學(xué)第二定律相關(guān)問(wèn)題時(shí)要予以關(guān)注。
[評(píng)注]
3、 熱力學(xué)第二定律揭示了一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀(guān)自然過(guò)程都是不可逆的。宣告了第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能制造成功的。
2．熱力學(xué)第二定律常見(jiàn)的表述有兩種。
第一種表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化；
第二種表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其他變化。
圖（a）是根據(jù)熱力學(xué)第二定律的第二種表述畫(huà)出的示意圖：任何熱機(jī)要維持運(yùn)行必須與外界有兩個(gè)通道(熱源）交換熱量；機(jī)器從一個(gè)通道(高溫?zé)嵩矗┲形∧芰?，一部分用?lái)完成人們需要它做的功，另一部分不可避免地從另外一個(gè)通道(低溫?zé)嵩矗┲猩l(fā)開(kāi)去。請(qǐng)你根據(jù)第一種表述完成示意圖(b）。根據(jù)你的理解，熱力學(xué)第二
4、定律的實(shí)質(zhì)是______________ ___________ 。
制冷機(jī)
低溫物體
高溫物體
圖（b）
熱機(jī)
低溫物體
高溫物體
圖（a）
W
Q1
Q2
制冷機(jī)
低溫物體
高溫物體
W
Q1
Q2
圖（c）
[精與解] 觀(guān)察圖（b）可知，制冷機(jī)是通過(guò)外力做功把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體的，其示意圖見(jiàn)圖（c）。這說(shuō)明熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體，但在一定條件下，熱量可以從低溫物體傳給高溫物體。熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是：自然界中進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀(guān)物理過(guò)程都具有方向性。
高中物理熱力學(xué)第二定律 例題解析
