第4节 热力学第二定律
1.了解热传递、扩散现象、机械能与内能的转化等都具有方向性．知道具有方向性的过程为不可逆的． 2.了解热力学第二定律的两种表述，并能用热力学第二定律解释第二类永动机不能制造成功的原因． 3.能用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移及方向性问题． 4.尝试运用热力学第二定律解决一些实际问题．
一、热力学第二定律的一种表述
1．热传导的方向性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．
2．克劳修斯表述：德国物理学家克劳修斯在1850年提出：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．热力学第二定律的克劳修斯表述，阐述的是传热的方向性．
1．(1)一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．( )
(2)热量不会从低温物体传给高温物体．( )
(3)由冰箱能自发地把热量从低温物体传给高温物体．( )
提示：(1)√ (2)× (3)×
二、热力学第二定律的另一种表述
1．热机
(1)热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能．第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能．
(2)热机的效率：热机输出的机械功W与燃料产生的热量Q的比值．用公式表示为η＝．
2．开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性)
3．热力学第二定律的其他描述
(1)一切宏观自然过程的进行都具有方向性．
(2)气体向真空的自由膨胀是不可逆的．
(3)第二类永动机是不可能制成的．
4．第二类永动机
(1)定义：只从单一热库吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化的热机．
(2)第二类永动机不可能制成的原因：虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，但大量的事实证明，在任何情况下，热机都不可能只有一个热库，热机要不断地把吸取的热量变为有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温热库．
2．(1)可以从单一热库吸收热量，使之完全变为功．( )
(2)第二类永动机违背了能量守恒定律．( )
(3)第二类永动机违背了热力学第二定律．( )
提示：(1)√ (2)× (3)√
对热力学第二定律的理解
在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不可能”“不产生其他影响”的涵义
1．“自发地”是指热量从高温物体“自发地”传给低温物体的方向性．在传递过程中不会对其他物体产生影响或不需借助其他物体提供能量等．
2．关于“不可能”：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．
3．“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等．
