05 B热力学第二定律 中档版.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】（静宁县校级期末）下列关于热力学定律的理解不正确的是（）

A．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

定处于热平衡

B．物体的摄氏温度变化了1℃，其热力学温度变化了1K

C．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机

的工作不遵守热力学第二定律

D．一辆空载的卡车停于水平地面，在缓慢装沙的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不

变，不计分子间势能，则胎内气体向处界放热

【分析】如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间必定处于热

平衡；物体的摄氏温度变化了1℃，其热力学温度变化了1K；正确理解好应用热力学第二

定律；因为不计分子势能，则气体为理想气体，温度不变则内能不变，根据热力学第一定律，

结合轮胎体积变化即可判断出轮胎的吸放热情况。

【解答】解：A、如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间必

定处于热平衡，故A正确；

B、物体的摄氏温度变化了1℃，其热力学温度变化了1K；故B正确；

C、空调机作为制冷机使用时，在压缩机做功的情况下，将热量从温度较低的室内送到温度

较高的室外，并不违反热力学第二定律。故C不正确；

D、不计分子势能，则气体为理想气体，又因为温度不变，故内能变化量△U＝W+Q＝0，

装沙过程中轮胎受地面挤压力增大，导致体积V会变小，外界对气体做功W＞0，所以Q＝

﹣W＜0所以气体向外界放热，故D正确。

本题选不正确的，故选：C。

【例3.2】（长阳县校级月考）根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是

（）

A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能

B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低

温物体，而不能从低温物体传递给高温物体

C．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%

D．制冷机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量

E．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步

和发展，第二类永动机可以制造出来

【分析】根据热力学第二定律分析机械能与内能转化的关系；在外界影响下，热量也能从低

温物体传递给高温物体。制冷机不可能使温度降到﹣273℃．永动机是不可能制成的

【解答】解：A、根据热力学第二定律可知，机械能可能全部转化为内能；在没有外界影响

时，内能不能全部用来做功以转化成机械能，故A错误。

B、凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量能自发从高温物体传递给

低温物体，但引起其他变化的前提下，能从低温物体传递给高温物体。故B错误。

C、热机的效率不能到达100%，故C正确。

D、根据能量守恒定律可知，制冷机在制冷过程中，从室内吸收的热量少，室外放出的热量

多，故D正确。

E、第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第

二定律，第二类永动机不可以制造出来。故D错误。

故选：CD。

【例3.3】（上高县校级期末）如图所示为制冷机（如空调）工作循环过程的p﹣v图象，其

中1→2和3→4为绝热过程，2→3和4→1为等温过程。假设一定质量的理想气体经历了图

示的循环过程，则下列说法正确的是（）

A．过程1→2中，气体分子的平均动能增大

B．气体在状态2的内能和在状态4的内能相等

C．气体在过程2→3中对外界放的热大于过程4→1中从外界吸的热

D．气体在过程4→1中，将从外界吸的热全部用于对外界做功，该过程不遵循热力学第二

定律

【分析】根据热力学第一定律△U＝W+Q，1→2是绝热过程（Q＝0），体积减小（W＞0），

内能增大（△U＞0）；过程2→3中是等温过程（△U＝0），体积减小（W＞0），气体放热（Q

＜0）；3→