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- 2021-06-02 发布
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第22点 热力学第二定律
1.用于分析宏观过程的方向性
“自发地”和“不引起其他变化”是理解热力学第二定律的关键.第二定律的每一种表述,都揭示了自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性.
2.分析永动机不可能制成的原因
第一类永动机违背了能量守恒定律,不可能制成.第二类永动机也是不可能制成的,它虽然不违背能量守恒定律,但违背热力学第二定律中宏观热现象的方向性.
3.热力学第二定律在生活中的综合应用
(1)生活中有时也会出现热量从低温物体传到高温物体的机器,如最典型的制冷类型机器,像电冰箱、空调等,但这些都是有条件的,即有外界参与的.让热量无条件地、自发地从低温物体传到高温物体是不可能的.
(2)用热力学第二定律的两种表述来解释有关物理现象,是判断物理过程能否发生的依据.
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而不引起其他变化
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具有方向性.
此外,应牢牢抓住热力学第二定律两个表述中的关键词,一个是“自发”,一个是“其他影响”,在考虑任何和热现象有关的过程能否发生时,都应首先看是否符合这两条.
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错误.根据热力学第一定律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的转移,这两种方式是有区别的,故D正确.
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