第4节热力学第二定律

1.克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

2．开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。

3．热机的效率：热机输出的机械功W与燃料产生的热量Q的比值，即η＝，W

4．第二类永动机不可能制成。

　　一、自然过程的方向性

　　1．热传导具有方向性：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，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体，要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化。

　　2．气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，决不会自发地分开而成为两种不同的气体。

　　3．机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来。

　　4．气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，容器变为真空。

　　5．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。

　　6．热力学第二定律：反映宏观自然过程的方向性的定律。

　　二、热力学第二定律的两种表述

　　1．克劳修斯表述

　　热量不能自发地从低温物体传到高温物体，这就是热力学第二定律的克劳修斯表述，阐述的是热传递的方向性。

　　2．开尔文表述

　　不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。(即机械能与内能转化具有方向性)

　　3．对热力学第二定律的理解

热力学第二定律的两种表述是等价的，也可以表述为：气体向真空的自由膨胀是不