二、热力学第二定律建立的历史背景

　　19世纪初, 由巴本、纽卡门等人发明的蒸汽机经过许多人特别是瓦特的重大改进, 已广泛应用于工厂、矿山、交通运输, 可以说它给世界工业带来了一场前所未有的巨大革命。但当时人们对蒸汽机的理论研究还是非常缺乏的。可是人们遇到了一个非常实际的问题: 如何提高蒸汽机的效率问题。很多科学家和工业家又在追求热机的高效率甚至百分之百的效率, 也就是把百分之百的内能转化为机械能。可事实证明无论怎样改良热机, 消除额外的能量损失, 都只能把很少一部分的内能转化为机械。实验和理论证明即使在理想状态下使热机工作, 热机的工作效率最高, 但是离百分之百还是差的很远。为什么呢？科学家们经过在这个问题的推动下, 发现了热力学第二定律, 并用它去解决与热现象有关的问题。

　　三、热力学第二定律的发现

　　热力学第二定律并不神秘，在座的各位都可以从身边很多自然过程中发现它。现在就让我们先来观察一个小实验。

　　1、滴一滴墨水到一杯清水里，可以看到墨水的扩散现象。这个现象是自发进行的，我们并没有给予任何帮助；这里"自发"两个字很重要，因为我们完全可以通过各种方式把这滴墨水重新收集在一起，即需要外界对这杯水做功，于是外界发生了变化，产生了影响，这种影响是不可能消除的。

　　--板书：墨水的扩散现象：聚合状的墨水--→分散状的墨水

　　2、请看一根冰淇淋放在空气中，它最后会因为周围相对高温空气传递热量给它而使它慢慢融化。

　　分析：热量会自发的从高温物体传给低温物体，结果使温度低的物体温度升高，温度高的物体温度降低。

　　问：有没有见过，冰淇淋会不会自动把热量传递给周围相对高温的空气呢？最后冰淇淋不会融化反而越来越冰冻呢？能不能把热量从低温冰淇淋传递给高温物体呢？

　　分析：学生可能说"能"，比如说冰箱。

　　解释什么是"自发地"？

　　"自发地"：是没有任何外界的影响或帮助。空调、冰箱需借助外界条件电源，才能够使热量从低温物体传到高温物体，它们是"不自发地"而是"被迫地"，--一旦停电，就又是自发地由高温物体传向低温物体。

　　板书：热传导：高温物体--→低温物体

　　类似：水（自发地）往低处流，也可以在有帮助的条件下（被迫地）向高处流。

　　总结：热传导的过程是有方向性的，这个过程可以自发的从一个方向自发地进行；但是向相反的方向却不能自发地进行，必须借助外界的帮助。自然界中所涉及热现象的宏观过程都具有方向性。

实例：电冰箱。用示意图表示热传导的方向性，在图2中，Q1=Q2+W。