述.本章对热力学第二定律的表述很多,这些不同形式的表述都是等价的.
例2 下列有关热力学第二定律的说法正确的是( )
A.气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行,是可逆过程
B.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的
C.空调既能制冷又能制热,说明热传递不具有方向性
D.一定质量的理想气体向真空自由膨胀时,体积增大,熵减小
答案 B
解析 与温度有关的一切热现象的宏观过程都是不可逆的,A项错误;热量不能自发地由高温物体传到低温物体,空调机里的压缩机工作,消耗了电能,产生了其他影响,C项错误;一定质量的理想气体向真空自由膨胀时,体积增大,熵增大,D项错误.只有B项正确.
针对训练2 热力学第二定律指出:内能与机械能的转化具有方向性.请结合熵的变化加以解释.
答案 见解析
解析 机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化,物体运动状态的变化完全遵循牛顿运动定律,这是一种有序的运动.热运动是大量分子的无序运动,机械运动向热运动的转化,属于从有序向无序的转化,熵增加,符合热力学规律,因此机械能可以全部转化为内能.反过程是熵减小,不符合熵增加原理,因此内能不能全部转化为机械能,而不引起其他变化.
1.(热力学第一定律)在大气中,空气团竖直运动经过各气层的时间很短,因此,运动过程中空气团与周围空气热量交换极少,可看作绝热过程.潮湿空气团在山的迎风坡上升时,水汽凝结成云,到山顶后变得干燥,然后沿着背风坡下降时升温,气象上称这股干热的气流为焚风.
空气团在山的迎风坡上升时温度降低,原因是空气团________(选填"对外放热"或"对外做功");设空气团的内能U与温度T满足U=CT(C为一常数),空气团沿着背风坡下降过程中,外界对空气团做的功为W,则此过程中空气团升高的温度ΔT=________.
答案 对外做功
解析 空气团在山的迎风坡上升时温度降低,空气团内能减小,又绝热,根据热力学第一定律可知空气团对外做功;
根据U=CT得:ΔU=CΔT①
由根据热力学第一定律得:ΔU=CΔT②
Q=0③