高中物理 模块要点回眸 第21点 热力学第二定律的两种表述素材 教科版选修3-3（通用） 2页

第21点　热力学第二定律的两种表述 ‎ ‎1.德国物理学家克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他影响，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.英国物理学家开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量使之全部变为有用的功而不产生其他影响.开尔文表述阐述了机械能与内能转化的方向性，即通过做功，机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转化成机械能，并不产生其他影响.“不产生其他影响”的涵义是使热量从低温物体传递到高温物体或从单一热源吸取热量全部用来做功，必须通过第三者的帮助.这里的帮助是指提供能量等，否则是不可能实现的.‎ 热力学第二定律解决了哪些宏观过程是可以发生的问题，它的两种表述是等价的.它们都表明，自然界中一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的.第二类永动机是不可能制成的.‎ 对点例题　根据热力学第二定律，下列判断正确的是(　　)‎ A.电流的能量不可能全部变为内能 B.在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能 C.热机中，燃气内能不可能全部变为机械能 D.在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 解题指导　根据热力学第二定律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的能量可全部变为内能(由焦耳定律可知)，而内能不可能全部变为电能而不产生其他影响.机械能可全部变为内能，而内能不可能全部变成机械能而不产生其他影响.在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体.‎ 答案　BCD 规律总结　在其他形式的能与内能的转化以及热传递的方向性的实例中，要注意其他形式的能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为其他形式的能而不产生其他影响；热量可以自发地从高温物体传给低温物体，但却不能自发地从低温物体传给高温物体而不产生其他影响，即能量的转化和转移有方向性.‎ 关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是(　　)‎ A.第二类永动机违反能量守恒定律 B.如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加 C.外界对物体做功，则物体的内能一定增加 D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的 答案　D 解析　第二类永动机违反热力学第二定律，并不是违反能量守恒定律，故A错.据热力学第一定律ΔU＝Q＋W知内能的变化由做功W和热传递Q两个方面共同决定，只知道做功情况或只知道传热情况都无法确定内能的变化情况，故B、C错误.做功和热传递都可改变物体内能.但做功是不同形式能的转化，而热传递是同种形式能间的转移，这两种方式是有区别的，故D正确.‎