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福建教师招考知识点:热力学第二定律

发布时间: 2019-07-30 09:34:14

修改时间: 2019-07-30 09:34:35

阅读量: 2603

作者: 骆驼

本文根据福建教师招考对物理学科的要求,梳理了热力学第二定律的常考知识点,快来看一看吧!

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一、实质

(一)可逆过程与不可逆过程

一个热力学系统,从某一状态出发,经过某一过程达到另一状态。若存在另一过程,能使系统与外界完全复原(即系统回到原来的状态,同时消除了原来过程对外界的一切影响),则原来的过程称为“可逆过程”。反之,如果用任何方法都不可能使系统和外界完全复原,则称之为“不可逆过程”。

可逆过程是一种理想化的抽象,严格来讲现实中并不存在(但它在理论上、计算上有着重要意义)。大量事实告诉我们:与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆过程。

(二)开氏与克氏表述分析

克氏表述指出:热传导过程是不可逆的。开氏表述指出:功变热(确切地说,是机械能转化为内能)的过程是不可逆的。

两种表述其实质就是分别挑选了一种典型的不可逆过程,指出它所产生的效果不论用什么方法也不可能使系统完全恢复原状,而不引起其他变化。

请注意加着重号的语句:“而不引起其他变化”。比如,制冷机(如电冰箱)可以将热量q由低温t2处(冰箱内)向高温t1处(冰箱外的外界)传递,但此时外界对制冷机做了电功w而引起了变化,并且高温物体也多吸收了热量q(这是电能转化而来的)。这与克氏表述并不矛盾。

(三)热力学第二定律的实质

对上面所列举的不可逆过程以及自然界中其他不可逆过程,我们完全能够由某一过程的不可逆性证明出另一过程的不可逆性,即自然界中的各种不可逆过程都是互相关联的。我们可以选取任一个不可逆过程作为表述热力学第二定律的基础。因此,热力学第二定律就可以有多种不同的表达方式。

但不论具体的表达方式如何,热力学第二定律的实质在于指出:一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的,并指出这些过程自发进行的方向。

二、适用范围

1.热力学第二定律是宏观规律,对少量分子组成的微观系统是不适用的。

2.热力学第二定律适用于“绝热系统”或“孤立系统”,对于生命体(开放系统)是不适用的。早在1851年开尔文在叙述热力学第二定律时,就曾特别指明动物体并不像一架热机一样工作,热力学第二定律只适用于无生命物质。

3.热力学第二定律是建筑在有限的空间和时间所观察到的现象上,不能被外推应用于整个宇宙。19世纪后半期,有些科学家错误地把热力学第二定律应用到无限的、开放的宇宙,提出了所谓“热寂说”。他们声称:将来总有一天,全宇宙都是要达到热平衡,一切变化都将停止,从而宇宙也将死亡。要使宇宙从平衡状态重新活动起来,只有靠外力的推动才行。这就会为“上帝创造世界”等唯心主义提供了所谓“科学依据”。

以上就是福建教师招考中的热力学第二定律知识梳理,希望可以帮助广大考生。


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