05 A热力学第二定律 基础版.pdf

热力学第二定律

一、热力学第二定律

1．热力学第二定律的克劳修斯表述

热量不可能自发地由低温物体传到高温物体

2．热力学第二定律的开尔文表述

不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其它影响

3．热力学第二定律的实质

热力学第二定律的两种表述是等价的，无论什么表述方式，都揭示了自然界的基本规律：一

切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，即一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆

的。

热力学第二定律是以宏观事实为基础的，那么从微观的角度如何解释呢？有兴趣的同学可以

阅读选修3-3教材第10章的相关内容，这里就不做过多介绍了。

典例精讲

【例3.1】（道里区校级期末）下列说法正确的是（）

A．物体吸收热量，其内能一定增加

B．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响

C．第二类永动机不能制成是因为违背了能量守恒定律

D．热量能够自发地从低温物体传递到高温物体

【分析】根据热力学第一定律，物体吸收热量，其内能不一定增加；不可能从单一热库吸收

热量，使之完全变成功，而不产生其他影响；第二类永动机不能制成是因为违背了热力学第

二定律；热量能不能够自发地从低温物体传递到高温物体。

【解答】解：A、根据热力学第一定律，物体吸收热量，但对外做功不明确，所以其内能不

一定增加。故A错误；

B、根据热力学第二定律，不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影

响。故B正确；

C、第二类永动机不能制成是因为违背了热力学第二定律。故C错误；

D、根据热力学第二定律，热量能不能够自发地从低温物体传递到高温物体。故D错误；

故选：B。

【例3.2】（房山区期末）下列说法错误的是（）

A．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响

B．热量不能自发地从低温物体传到高温物体

C．气体向真空的自由膨胀是不可逆的

D．能量耗散说明能量是不守恒的

【分析】热力学第二定律有不同的表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他

影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。

【解答】解：A、在外界的影响下，气体可以从单一热源吸收热量，全部用来对外做功，但

不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，故A正确。

B、根据热力学第二定律知，热量可以从低温物体传到高温物体，但是不可能不引起其它变

化，故B正确。

C、根据热力学第二定律可知，宏观热现象具有方向性，气体向真空的自由膨胀是不可逆的，

故C正确。

D、能量耗散说明宏观热现象具有方向性，但能量仍然是守恒的，故D错误。

本题选错误的，故选：D。

【例3.3】（沙坪坝区校级期中）下列说法错误的是（）

A．热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但是不能自发地从低温物体传到高温物体

B．第二类永动机无法制成是因为违背了能量守恒定律

C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点

D．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热

的结果

【分析】根据热力学第二定律，热量的传递是有方向的；第二类永动机无法制成是因为违背

了热力学第二定律；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点；湿泡温度

计的温度值比干湿温度计的要低些，相对湿度越小，这个差值就越大，利用这个差值的大小

可由表检查出空气的相对湿度。

【解答】解：A、根据热力学第二定律，热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但是不

能自发地从低温物体传到高温物体。故A正确；

B、第二类永动机无法制成是因为违背了热力学第二定律，但并不违背能量守恒定律。故B

错误；

C、液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显

示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点。故C正确；

D、干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸

热。故D正确；

本题选错误的，故选：B。

【例3.4】（金安区校级期末）下列关于热学中的相关说法正确的是（）

A．液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性

B．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，可以使它们自发地分离，既清洁

了空气，又变废为宝

C．当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其他分子作用力的合力总是指向液体

内部

D．单晶体有确定的熔点，多晶体和非晶体没有确定的熔点

【分析】晶体都具有确定的熔点；液晶具有流动性和各向异性；液体的表面张力使液体表面

绷紧，水滴在完全失重的情况下