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    热力学第二定律:21世纪教育网 ⑴热传导的方向性.热传导的过程是有方向性的.这个过程可以向一个方向自发地进行(热量会自发地从高温物体传给低温物体).但是向相反的方向却不能自发地进行.21世纪教育网 ⑵第二类永动机不可能制成.我们把没有冷凝器.只有单一热源.从单一热源吸收热量全部用来做功.而不引起其它变化的热机称为第二类永动机.这表明机械能和内能的转化过程具有方向性:机械能可以全部转化成内能.内能却不能全部转化成机械能.21世纪教育网 ⑶热力学第二定律.表述:①不可能使热量由低温物体传递到高温物体.而不引起其他变化.②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(按机械能和内能转化过程的方向性表述).③第二类永动机是不可能制成的. 热力学第二定律使人们认识到:自然界种进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性.使得它成为独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律. ⑷能量耗散.自然界的能量是守恒的.但是有的能量便于利用.有些能量不便于利用.很多事例证明.我们无法把流散的内能重新收集起来加以利用.这种现象叫做能量的耗散.它从能量转化的角度反映出自然界中的宏观现象具有方向性. 例题分析 例1:下列说法中正确的是 A.物体自由下落时速度增大.所以物体内能也增大 B.物体的机械能为零时内能也为零 C.物体的体积减小温度不变时.物体内能一定减小 D.气体体积增大时气体分子势能一定增大 解:物体的机械能和内能是两个完全不同的概念.物体的动能由物体的宏观速率决定.而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定.分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度).而物体的动能可能为零.所以A.B不正确.物体体积减小时.分子间距离减小.但分子势能不一定减小.例如将处于原长的弹簧压缩.分子势能将增大.所以C也不正确.由于气体分子间距离一定大于r0.体积增大时分子间距离增大.分子力做负功.分子势能增大.所以D正确. 例2:下列说法中正确的是 A.物体吸热后温度一定升高 B.物体温度升高一定是因为吸收了热量 C.0℃的冰化为0℃的水的过程中内能不变 D.100℃的水变为100℃的水汽的过程中内能增大 解:吸热后物体温度不一定升高.例如冰融化为水或水沸腾时都需要吸热.而温度不变.这时吸热后物体内能的增加表现为分子势能的增加.所以A不正确.做功也可以使物体温度升高.例如用力多次来回弯曲铁丝.弯曲点铁丝的温度会明显升高.这是做功增加了物体的内能.使温度上升.所以B不正确.冰化为水时要吸热.内能中的分子动能不变.但分子势能增加.因此内能增加.所以C不正确.水沸腾时要吸热.内能中的分子动能不变但分子势能增加.所以内能增大.D正确. 例3:“奋进号 航天飞机进行过一次太空飞行.其主要任务是给国际空间站安装太阳能电池板.该太阳能电池板长L=73m.宽d=12m.将太阳能转化为电能的转化率为η=20%.已知太阳的辐射总功率为P0=3.83×1026W.地日距离为R0=1.5×1011m.国际空间站离地面的高度为h=370km.它绕地球做匀速圆周运动约有一半时间在地球的阴影内.所以在它能发电的时间内将把所发电的一部分储存在蓄电池内.由以上数据.估算这个太阳能电池板能对国际空间站提供的平均功率是多少? 解:由于国际空间站离地面的高度仅为地球半径的约二十分之一.可认为是近地卫星.h远小于R0.因此它离太阳的距离可认为基本不变.就是地日距离R0.太阳的辐射功率应视为均匀分布在以太阳为圆心.地日距离为半径的球面上.由此可以算出每平方米接收到的太阳能功率I0=P0/4πR02=1.35kW/m2.再由电池板的面积和转化率.可求出其发电时的电功率为P=I0Ldη=2.6×105W.由于每天只有一半时间可以发电.所以平均功率只是发电时电功率的一半即130kW. 【查看更多】

     

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