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11—6热力学第二定律

§11—6热力学第二定律 热力学第二定律: 表述1:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。 表述2:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化。 * 思考:地球上有大量的海水,总质量约为1.4×1018t,只要这些海水的温度降低0.1°C,就能放出5.8×1023J的热量,这相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量! 思考:为什么不去研究这种新能源呢? 思考:按照热力学第一定律,不同形式的能之间可以互相转化,内能可以转化成机械能、电能等等。那么, 热传导的方向性:热传导的过程是有方向性的,这个过程可以向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。要实现相反方向的过程,必须借助外界的帮助,因而产生其他影响或引起其他变化。 其实,无论是传导,还是对流、辐射,都是具有方向性的。 其实,无论是传导,还是对流、辐射,都是具有方向性的。 思考:能否制造一种机器,使其从某一个热源吸收热量用来做功,把内能全部转化成机械能呢? 思考:上述过程是否违反能量守恒定律呢? 思考:上述过程如果可行的话,从海水中吸收热量用来做功的理想是否就能实现了呢? 第二类永动机: 有人提出一种设想:发明一种热机,用它把物体与地面摩擦产生的热量都吸收过来,并对物体做功,将内能全部转化为动能,使因摩擦停止运动的物体在地面上重新运动起来,而不引起其他变化。 热机:热机是一种把内能转化为机械能的装置。 热机效率:热机所做的功W和它从热源吸收的热量Q1的比值叫做热机效率。 思考:能否使热机效率达到100%呢? 第二类永动机是热转换效率达到100%的热机,它并不违反能的转化和守恒定律。 第二类永动机不可能制成,表示机械能和内能的转化过程具有方向性。尽管机械能可以全部转化成内能,内能却不能全部转化成机械能,同时不引起其他变化。 思考:既然第二类永动机不违反能量守恒定律,为什么还不能制成呢? 热转换效率不可能达到100%。原因是热源一定会向周围环境放热。 1850年 克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,称为克劳修斯表述。次年开尔文提出另一种表述:不可能从单一热源取热,使之完全变为有用的功而不产生其他影响,称为开尔文表述。 *

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