1、第四节热力学第二定律1.了解热现象中宏观自然过程的方向性2.理解热力学第二定律的两种不同的表述，以及这两种表述的物理实质3了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成4.了解熵是反映系统无序程度的物理量一、热传导的方向性1两个温度不同的物体互相接触时，热量会自发地从_高温物体传给_低温物体，但不会自发地从_低温物体传给_高温物体这说明：热传导过程是有_方向性的2热力学第二定律是一条反映自然界过程进行_方向和_条件的规律1自然界中除热传递之外是否还有其他过程具有方向性？提示：有例如破镜不能自动地重圆；一滴墨水滴入一杯清水中，墨水扩散均匀之后，不可能再自动地聚集成一滴墨水二、机械能和内能转
2、化过程的方向性1机械能和内能转化过程具有_方向性，即机械能全部转化为内能的过程是可以_自发进行的，内能全部转化为机械能的过程，是不能_自发进行的，要将内能全部转化为机械能，必然会引起其他影响2第二类永动机(1)定义：从_单一热源吸热全部用来_做功，而不引起其他变化的热机(2)第二类永动机不可能制成原因是它违背了热力学第二定律2第一类永动机和第二类永动机有何不同？提示：第一类永动机是违背能量守恒定律的机器，因此不可能制成第二类永动机是违背了能量转化的方向性，因此也不可能制成三、热力学第二定律1第一种表述(克劳修斯表述)：热量不能_自动地从低温物体传递到高温物体或者说，不可能使热量由低温物体传递到
3、高温物体，而不引起其他变化(按照热传导的方向性来表述)2第二种表述(开尔文表述)：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(按照机械能与内能转化过程的方向性来表述)热力学第二定律的这两种表述是等价的热现象的宏观过程都具有方向性3“水往低处流”是一个自发过程，在无外界影响时，它的逆过程可否实现？你由这一自然现象受到什么启发？提示：不能实现自然界中出现的自发过程一般都是不可逆的.四、热力学第二定律的微观实质1做功是与分子群体的_有序运动联系在一起的，内能是和分子的_无序运动联系在一起的机械能转化为内能的过程，从微观上来说，是大量分子的_有序运动朝_无序运动的方向转换的过程，
4、其相反方向的过程是大量分子从_无序运动朝_有序运动方向转换的过程2热传导过程是使物体内部分子的热运动由比较_有序的状态向_无序的状态转化的过程3热力学第二定律的微观实质：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态_无序性增加的方向进行的五、熵意义：描述物体的无序程度，物体内部分子热运动无序程度越高，物体的熵就越大4随着科技的不断发展，假如能够使热机没有漏气没有摩擦也没有机体热量损失，是不是能够使热机效率达100%?提示：不能，原因是热机的工作物质吸收的热量不能全部用来做功，如汽车尾气会带走一部分热量对热力学第二定律的理解1克劳修斯表述指明热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界
5、提供能量的帮助，其物理本质是揭示了热传递过程是不可逆的2开尔文表述中的“单一热源”指温度恒定且均匀的热源“不引起其他变化”是指唯一效果是热量全部转变为功而外界及系统都不发生任何变化其物理实质揭示了热变功过程是不逆的3热力学第二定律的每一种表述都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的(1)在可以引起其他影响的情况下，热量可以从低温物体传到高温物体，如空调、冰箱等(2)分析热力学第二定律的应用问题时都不能忽视“自发性”和“不引起其他变化”的物理意义(多选)根据热力学第二定律，下列说法正确的是()A电流的电能不可能全部变成内
6、能B不可能使热量由低温物体传递到高温物体C在热机中，燃气的内能不可能全部变为机械能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思路点拨 热力学第二定律反映了与热现象有关的宏观过程的方向性问题，理解热传导的方向性和能量转化的方向性，就可以解决问题解析电能可以全部转化为内能，如纯电阻电路，而燃气的内能不可能全部转化为机械能，故A错误，C正确根据热力学第二定律关于热传导的描述，B错误、D正确答案CD1.(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是()A气体吸热后温度一定升高B对气体做功可以改变其内能C理想气体等压膨胀过程一定放热D热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E如果两个系统分别与状态确
7、定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡解析：选BDE.根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高，选项A错误对气体做功可以改变其内能，选项B正确理想气体等压膨胀过程，对外做功，由理想气体状态方程可知，气体温度升高，内能增大，故气体一定吸热，选项C错误根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，选项D正确根据热平衡定律，如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，选项E正确对热力学第二定律的微观解释1有序和无序有序：只要确定了某种规则，符合这个规则的就叫做有序无序：不符合某
8、种确定规则的称为无序. 无序意味着各处都一样，平均、没有差别，有序则相反有序和无序是相对的2宏观态和微观态宏观态：符合某种规定、规则的状态，叫做热力学系统的宏观态微观态：在宏观状态下，符合另外的规定、规则的状态叫做这个宏观态的微观态系统的宏观态所对应的微观态的多少表现为宏观态无序程度的大小如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说这个“宏观态”是比较无序的，同时也决定了宏观过程的方向性从有序到无序3热力学第二定律的微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行4熵一个系统的熵是随着系统状态的变化而变化的在自然过程中，系统的熵是增加的在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的，叫做熵
9、增加原理对于其他情况，系统的熵可能增加，也可能减小从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是()A大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B传热的自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C传热的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行解析分子热运动是大量分子的无规则运动，系统的一个宏观过程包含着大量的微观状态，这是一个无序的运
10、动，根据熵增加原理，热运动的结果只能使分子热运动更加无序，而不是变成了有序，传热的自然过程从微观上讲就是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程，故选C.答案C一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行2.(多选)下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是()A从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律B少数分子也遵守热力学第二定律C有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小解析：选AD.从热力学第二定律的微观本质看，一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增
11、大的方向进行，我们知道热力学第二定律是一个统计规律，A正确任何自然过程总是朝着无序程度增大的方向进行，也就是熵增加的方向进行，则D正确所以选AD.热力学第一定律和第二定律的比较关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是()A热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的B内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾C两条定律都是有关能量转化的规律，它们不但不矛盾，而且没有本质的区别D其实，能量守恒定律已包含了热力学第一定律和热力学第二定律解析热力学第一定律是能量守恒在热现象中
12、的体现，而热力学第二定律则指出内能和其他形式能发生转化的方向性，两者并不矛盾，故A、C、D错误，B正确答案B(1)热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的一种表述形式，是从能的角度揭示不同物质运动形式相互转化的可能性告诫人们：第一类永动机不可能制成(2)热力学第二定律揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性如机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，进一步揭示了各种物质过程及其运动形式的转化过程都具有方向性告诫人们：第二类永动机不可能制成(3)两定律都是热力学基本定律，分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律，二者相互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础3.(多选)关于两类永动机和热力学两大定律，下列说法正确的是()A热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的B热力学第二定律的两种表述是等效的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定会改变内能D由热力学第二定律可知热量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析：选ABD.热力学第二定律有几种不同的表述形式，但它们是等效的，它与热力学第一定律是各自独立的，故A、B正确由热力学第一定律可知W0，Q0，但UWQ可以等于0，C错误；由热力学第二定律可知D中现象是可能的，但不引起其他变化是不可能的，D正确
