2018版物理新课堂同步沪科版选修3-3:第4章 4.3 热力学第二定律+4.4 描述无序程度的物理量
2018版物理新课堂同步沪科版选修3-3:第4章 4.3 热力学第二定律+4.4 描述无序程度的物理量第3页

  (2)开尔文表述中的"单一热源"指温度恒定且均匀的热源."不引起其他变化"惟一效果是热量全部转变为功而外界及系统都不发生任何变化.其物理实质揭示了功变热过程是不可逆的.

  (3)热力学第二定律的每一种表述都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性,都是不可逆的.

  2.热力学第二定律与热力学第一定律的关系

  (1)关于滑动摩擦力做功:热力学第一定律中,滑动摩擦力做功可以全部转化为热.热力学第二定律却说明这一热量不可能在不引起其他变化的情况下完全变成功.

  (2)关于热量的传递:热力学第一定律说明热量可以从高温物体自动传到低温物体,而热力学第二定律却说明热量不能自动地从低温物体传向高温物体.

  (3)关于能量:热力学第一定律说明在任何过程中能量必守恒,热力学第二定律却说明并非所有能量守恒过程均能实现,能量转化或转移有方向性.

  (4)两定律的关系:热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守恒的特殊表达形式,说明功及热量与内能改变的定量关系;而第二定律指出了满足能量转化与守恒的过程不一定都能进行,指出过程进行具有方向性.其实质是一切变化过程的自然发展方向不可逆,除非靠外界影响.所以二者相互独立,又相互补充.

  3.第二类永动机的特点

  (1)定义:只从单一热源吸收热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响的热机.

  (2)第二类永动机不可能制成

  虽然第二类永动机不违反能量守恒定律,但大量的事实证明,在任何情况下,热机都不可能只有一个热源,热机要不断地把吸取的热量变为有用的功,就不可避免地将一部分热量传给低温热源.很显然,如果第二类永动机能制成,那么就可以利用空气或海洋作为热源,从它们那里不断吸取热量而做功,这是最经济不过的,因为海洋的内能实际上是取之不尽的.

4.两类永动机的比较