10.4热力学第二定律（人教版选修3-3）

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1、1.单一热库：指温度均匀并且恒定不变的系统.若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定，则构成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作，从而可以对外做功.据报道，有些国家已在研究利用海水上下温度不同来发电.2.其他影响：指除了从单一热库吸收的热量，以及所做的功以外的其他一切影响；或者除了从低温物体吸收热量、高温物体得到相同的热量外，其他一切影响和变化.不是不能从单一热库吸收热量而对外做功，而是这样做的过程中，一定伴随着其他变化或影响.同样，也不是热量不能从低温物体传到高温物体，而是此过程的完成不产生其他影响的自发热传递是不可能的.3.关于“不可能”

2、：实际上热机或制冷机系统循环终了时，除了从单一热库吸收热量对外做功，以及热量从低温热库传到高温热库以外，过程所产生的其他一切影响，不论用任何曲折复杂的办法都不可能加以消除.4.适用条件：只能适用于由很大数目分子所构成的系统及有限范围内的宏观过程.而不适用于少量的微观体系，也不能把它扩展到无限的宇宙.5.两种表述是等价的：两种表述都揭示了热现象宏观过程的方向性.两种表述可以相互推导.【典例1】随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，近期油价不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，能源成为困扰

3、世界经济发展的重大难题之一，下列有关能量转化的说法中正确的是()A.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他的变化B.只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C.满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行D.外界对物体做功，物体的内能必然增加【解题指导】解答此题时应注意以下三点：【标准解答】选A.由热力学第二定律的开尔文表述可知A对.热机效率总低于100%，B错；满足能量守恒的过程未必能自发进行，任何过程一定满足热力学第二定律，C错；由热力学第一定律ΔU=W+Q可知，W>0，ΔU不一定大于0，即内能不一定增加，D

4、错.【规律方法】理解热力学第二定律的方法(1)理解热力学第二定律的实质，即自然界中进行的所有涉及热现象的宏观过程都具有方向性.理解的关键在于“自发”和“不引起其他变化”.(2)还要正确理解哪些过程不会达到(100%的转化而不产生其他影响).【变式训练】根据热力学第二定律，下列判断正确的是()A.热机中燃气的内能不可能全部变成机械能B.电流的能不可能全部变成内能C.在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能D.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体【解析】选A、C、D.凡是与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性.无论采用任何设备和手段

5、进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故A正确；火力发电机发电时，能量转化的过程为内能→机械能→电能，因为内能→机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，C正确；热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种(克氏)表述的主要思想，故D正确；由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能，故B错误.【变式备选】下列说法正确的是()A.机械能全部变成内能是不可能的B.第二类永动机不可能制造成功的原因是其违背了能量守

6、恒定律C.根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D.从单一热库吸收的热量全部变为功是可能的【解析】选D.热力学第二定律只是说热量不能自发地从低温物体传向高温物体，通过外力做功是可以把热量从低温物体传到高温物体的，例如电冰箱的制冷过程就是这一情况，显然这种情况已引起了其他变化.机械能可以全部转化为内能，故A、C错；第二类永动机不可能制造成功是因为它违背了热力学第二定律，故B错；从单一热库吸收热量全部用来做功而不引起其他变化，是不可能的，但如果是从单一热库吸收热量全部变为功的同时也引起了其他的变化，是可能的，故D对.1.热力学第二定律

7、与热力学第一定律的比较2.两类永动机的比较热力学第二定律是在提高热机效率的生产实践中发现的，但它对实践的指导意义却不局限于热机.它与热力学第一定律一起构成了热力学的主要理论基础.除对热力学研究外，其他如在化学反应中，研究化学能与其他形式能量的转化及各种化学过程进行的条件和方向等都有着重要的指导意义.【典例2】关于两类永动机和热力学两个规律，下列说法正确的是()A.第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C.由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一

8、定会改变内能D.由热力学第二定律可知热从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热库吸收热量，完全变成功也是可能的【解题指导】