1、熱力學(xué)第二定律初識嫡一、熱力學(xué)第二定律兩種表述克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響闡述的是熱傳遞的方向件.開爾文表述：不可能從單一熱源吸取熱量使之全部變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響闡述的是機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性.兩種表述是等效的兩種表述看上去似乎沒有聯(lián)系，然而實際上它們是等效的，即由其中一個可以推導(dǎo)出另一個熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性，使人們認識到自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過稈都具有方向性.第二類永動機定義：假設(shè)某一系統(tǒng)吸收空氣或海水中的熱量，對外部做有用功，而又返回到初蕊口此周而復(fù)始地反復(fù)進行，永不停

2、止，該系統(tǒng)稱為第二類永動機.不可能制成的原因：不違反能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律二、初識*商*商的概念爛是系統(tǒng)無崖性程度的量度有序”和“無序”是相對而言的，是從有序程度上講的，爛越高，意味著宏觀態(tài)所對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目越多，即越無序,燔越低即越有序.爛是不可逆過程的共同判據(jù)系統(tǒng)的自發(fā)過程總是從直屋向無崖變化因為爛是系統(tǒng)無序度的量度，所以可以用爛作為一切不可逆過程的共同判據(jù).爛是系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)系統(tǒng)的一個2ft態(tài)對應(yīng)一個爛值如一塊完整的玻璃有一爛值，打碎的玻璃另有一個爛值.2儲增原理一一熱力學(xué)第二定律的另一種表述孤立系統(tǒng)的爛總是壇加的，或者孤立系統(tǒng)的爛總不減少.（1）“孤立系統(tǒng)”是指與外界既沒

3、有物質(zhì)的交流，也沒有能量的交換，即與外界沒有任何聯(lián)系的系統(tǒng).（2）爛增是孤立系統(tǒng)內(nèi)部實際發(fā)生過程的必然趨勢.即一切自然過程總是沿著無序性壇去的方向進行.一、熱力學(xué)第二定律【例1】根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，下列說法中正確的是（）不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化沒有冷凝器，只有單一的熱源，能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做功，而不引起其他變化的熱機是可以實現(xiàn)的制冷系統(tǒng)將冰箱里的熱量傳給外界較高溫度的空氣中，而不引起其他變化不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化解析熱力學(xué)第二定律揭示了與熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過程的方向性，機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性，機械能可

4、以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能要全部轉(zhuǎn)化為機械能必須借助外部的幫助，即會引起其他變化，A選項正確，B選項錯誤；熱傳遞過程也具有方向性，熱量能自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但是熱量要從低溫物體傳到高溫物體，必然要引起其他變代外界對系統(tǒng)做功），故C選項錯誤，D選項正確.答案AD【例2】第二類永動機不可能制成的原因是（）違背了能量守恒定律熱量總是從高溫物體傳遞到低溫物體機械能不能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其他變化解析第二類永動機的設(shè)想并不違背能量守恒定律，但是違背了熱力學(xué)第二定律，所以不可能制成.答案D二、初識*商【例3】下列關(guān)于爛的說法中錯誤的是（）Z商是系統(tǒng)內(nèi)分子運動無序性的量度在

5、自然過程中一個孤立系統(tǒng)的爛總是增加或不變的熱力學(xué)第二定律也叫做爛減小原理爛值越大代表著越無序解析一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行，這就是熱力學(xué)第二定律的微觀意義.系統(tǒng)的熱力學(xué)過程就是大量分子向無序程度大的狀態(tài)變化的過程.自然過程的方向性可以表述為：在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的燔值不會減小，因此熱力學(xué)第二定律又稱為爛增原理.因此A、B、D正確，C錯誤.【例4】關(guān)于熱力學(xué)第二定律的微觀意義，下列說法中正確的是（）大量分子無規(guī)則的熱運動能夠自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\動熱傳遞的自然過程是大量分子從有序運動狀態(tài)向無序運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程熱傳遞的自然過程是大量分子從無序程度小的運動狀態(tài)向無序程

6、度大的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行解析分子熱運動是大量分子的無規(guī)則運動，系統(tǒng)的一個宏觀狀態(tài)包含著大量的微觀狀態(tài)，這是一個無序的運動，根據(jù)燔增原理，熱運動的結(jié)果只能使分子熱運動更加無序，而不是從有序變無序，熱傳遞的自然過程從微觀上講就是大量分子從無序程度小的運動狀態(tài)向無序程度大的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程，C、D項正確.答案CD1.熱力學(xué)第二定律，克勞修斯表述開爾文表述一熱傳遞過程的不可逆功熱轉(zhuǎn)化的不可逆嚴(yán)的概念”商增原理熱力學(xué)第二定律最基本的表示式3232（熱力學(xué)第二定律）下列哪些現(xiàn)象能夠發(fā)生，并且不違背熱力學(xué)第二定律（）杯熱茶在打開杯蓋后，茶會自動變得更熱蒸汽

7、機把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機械能桶中混濁的泥水在靜置一段時間后，泥沙下沉，水變清，泥、水自動分離電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體答案CD解析A、B都違背了熱力學(xué)第二定律，都不能發(fā)生.C中系統(tǒng)的勢能減少了，D中消耗了電能，所以不違背熱力學(xué)第二定律，均能發(fā)生.（熱力學(xué)第二定律）關(guān)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，下列論述正確的是（）熱力學(xué)第一定律指出內(nèi)能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化，而熱力學(xué)第二定律則指出內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故這兩條定律是相互矛盾的內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為其他形式的能，只是會產(chǎn)生其他影響，故兩條定律并不矛盾兩條定律都是有關(guān)能量的轉(zhuǎn)化規(guī)律，它們不但不矛盾，而且沒有

8、本質(zhì)區(qū)別其實，能量守恒定律已經(jīng)包含了熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律答案B解析熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律并不矛盾，機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化所具有的方向性也是存在的，故B正確.（對儲的理解）對“覆水難收”的敘述正確的是（）盛在盆中的水是一種宏觀態(tài)，因盆子的因素，對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目較少，較為有序盛在盆中的水是一種宏觀態(tài)，因盆子的因素，對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目較多，較為無序潑出的水是一種宏觀態(tài)，因不受器具的限制，對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目較多，較為無序潑出的水是一種宏觀態(tài)，因不受器具的限制，對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目較少，較為有序答案AC（對儲的理解）下列說法中正確的是（）切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行切自然過程

9、總是沿著分子熱運動的有序性增大的方向進行在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總爛一定不會增大在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總爛可能減小答案A解析根據(jù)燔增原理，不可逆過程總是朝著燔增大的方向進行，故選A.題組一熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律使人們認識到自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過粗）都具有方向性只是部分具有方向性沒有方向性無法確定是否具有方向性答案A解析自然界中所有涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性關(guān)于熱力學(xué)第二定律，下列說法正確的是（）熱力學(xué)第二定律是通過實驗總結(jié)出來的實驗定律熱力學(xué)第二定律是通過大量自然現(xiàn)象的不可逆性總結(jié)出來的經(jīng)驗定律熱力學(xué)第二定律是物理學(xué)家從理論推導(dǎo)得出來的結(jié)果熱力學(xué)第二定律

10、沒有理論和實驗的依據(jù)，因此沒有實際意義解析熱力學(xué)第二定律是物理學(xué)家通過對大量自然現(xiàn)象的分析，又總結(jié)了生產(chǎn)和生活經(jīng)驗得到的結(jié)論，是一個經(jīng)驗定律，它并不能通過理論和實驗來證明，但它符合客觀事實，因此是正確的.它揭示了熱現(xiàn)象宏觀過程的方向性，使人們認識到第二類永動機不可能制成，對我們認識自然和利用自然有著重要的指導(dǎo)意義.關(guān)于制冷機制冷過程的說法中正確的是（）此過程違背了熱力學(xué)第二定律此過程沒有違背熱力學(xué)第二定律此過程違背了能量守恒定律此過程沒有違背能量守恒定律答案BD解析制冷機可以從低溫物體吸取熱量傳給高溫物體，但必須消耗電能.熱力學(xué)第二定律并不否認熱量可從低溫物體傳給高溫物體，關(guān)鍵是“不產(chǎn)生其他影

11、響”，A錯誤,B正確；任何物理過程都不違背能量守恒定律，C錯誤，D正確.如圖1中汽缸內(nèi)盛有定量的理想氣體，汽缸壁是導(dǎo)熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與汽缸壁的接觸是光滑的，但不漏氣，現(xiàn)將活塞桿緩慢向右移動，這樣氣體將等溫膨脹并通過活塞對外做功.若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則下列說法正確的是（）慎詛nr、fJ./府新塞桿圖1氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對外做功，此過程違反熱力學(xué)第二定律氣體是從單一熱源吸熱，但并未全部用來對外做功，此過程不違反熱力學(xué)第二定律氣體是從單一熱源吸熱，全用來對外做功，此過程不違反熱力學(xué)第二定律以上三種說法都不對答案C解析由于氣體始終通過汽缸與外界接觸，外界溫度不變，

12、活塞桿緩慢地向右移動過程中，有足夠時間進行熱交換，所以汽缸內(nèi)的氣體溫度也不變，要保持其內(nèi)能不變，該過程氣體是從單一熱源即外部環(huán)境吸取熱量，即全部用來對外做功才能保證內(nèi)能不變，但此過程不違反熱力學(xué)第二定律.此過程由外力對活塞做功來維持，如果沒有外力對活塞做功，此過程不可能發(fā)生隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源短缺問題日顯突出，近期油價不斷攀升，已對各國人民的日常生活造成了各種影響，如排長隊等待加油的情景已經(jīng)多次在世界各地發(fā)生，能源成為困擾世界經(jīng)濟發(fā)展的重大難題之一，下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的說法中正確的是（）不可能從單一熱源吸取熱量并把它全部用來做功，而不引起其他的變化只要對內(nèi)燃機不斷改進，就可以把內(nèi)燃機得到

13、的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能滿足能量守恒定律的物理過程都能自發(fā)地進行外界對物體做功，物體的內(nèi)能必然增加解析由熱力學(xué)第二定律的開爾文表述可知A對；熱機效率總低于100%,B錯；滿足能量守恒定律的過程未必能自發(fā)進行，還要滿足熱力學(xué)第二定律，C錯；由熱力學(xué)第一定律At7=W+Q可知，W0,AU不一定大于0,即內(nèi)能不一定增加，D錯.題組二初識爛下列說法中正確的是（）機械能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化是可逆的氣體向真空的自由膨脹是可逆的如果一個“宏觀態(tài)”對應(yīng)的“微觀態(tài)”比較多，就說明這個“宏觀態(tài)”是比較有序的如果一個“宏觀態(tài)”對應(yīng)的“微觀態(tài)”比較多，就說明這個“宏觀態(tài)”是比較無序的答案D下列關(guān)于晶體熔化的說法中正確的是（

14、）在晶體熔化的過程中，溫度不變，分子熱運動的平均速率不變，則無序程度不變晶體熔化時，由分子的平衡位置在空間較為規(guī)則排列，變?yōu)榉肿拥钠胶馕恢幂^為無序排列，則無序度增大在晶體熔化的過程中，爛將保持不變在晶體熔化的過程中，爛將增加答案BD解析在晶體熔化的過程中，分子的平衡位置由較有規(guī)則變?yōu)闊o規(guī)則，無序度增大，燔將增加，故B、D對.下列關(guān)于爛的觀點中正確的是（）Z商越大，系統(tǒng)的無序度越大對于一個不可逆絕熱過程，其爛總不會減小氣體向真空擴散時，爛值減小自然過程中爛總是增加的，是因為通向無序的渠道要比通向有序的渠道多得多解析爛是系統(tǒng)內(nèi)分子運動無序性的量度，爛越大，其無序度越大，A正確.不可逆絕熱過程，其宏觀態(tài)對應(yīng)微觀態(tài)數(shù)目增大，其燔會增加，不會減小，B正確.氣體向真空中擴散，無序度增大，燔值增大，C錯誤.自然過程中，無序程度較大的宏觀態(tài)出現(xiàn)的概率較大，因而通向無序的渠道多，D正確.答案ABD質(zhì)量相同、