4 热力学第二定律
[学习目标] 1.通过自然界中客观过程的方向性,了解热力学第二定律.2.了解热力学第二定律的两种不同表述,以及两种表述的物理实质.3.了解什么是第二类永动机,知道为什么它不能制成.4.能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及宏观自然过程的方向性问题.
一、热力学第二定律的克劳修斯表述
[导学探究] 热传递的方向性能否简单理解为"热量不会从低温物体传给高温物体"?
答案 不能.两个温度不同的物体相互接触时,热量会自发地从高温物体传给低温物体,使高温物体的温度降低,低温物体的温度升高,这个过程是自发进行的,不需要任何外界的影响或者帮助,有时我们也能实现热量从低温物体传给高温物体,如电冰箱,但这不是自发地进行的,需要消耗电能.
[知识梳理]
1.热传导的方向性:一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的.
2.热力学第二定律的克劳修斯表述:德国物理学家克劳修斯在1850年提出:热量不能自发地从低温物体传到高温物体.热力学第二定律的克劳修斯表述,阐述的是传热的方向性.
[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的.( √ )
(2)热量不会从低温物体传给高温物体.( × )
(3)冰箱能自发地把热量从低温物体传给高温物体.( × )
二、热力学第二定律的开尔文表述
[导学探究] 如图1所示是制冷机和热机的工作过程示意图,通过此图思考以下问题:
图1
(1)制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗?
(2)热机工作时能否将从高温热库吸收的热量全部用来做功?