第二章热力学性能4
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热力学第4定律
热力学第四定律是指熵的增加趋势。
在热力学中,熵是描述系统无序程度的物理量,也是一个衡量能量转化不可逆性的指标。
熵的增加意味着系统的无序程度增加,能量转化更难逆转,系统变得更加难以控制和预测。
在热力学的前三个定律中,我们学习了能量守恒定律、熵的不减定律和温度的零点定律。
这些定律告诉我们能量是守恒的,热量自然会向熵增加的方向流动,并且温度是有物理意义的。
然而,热力学第四定律则探讨了熵增加的趋势。
根据第四定律,自然界中系统的熵总是趋向于增加。
这可以理解为一个系统的无序程度总是增加的,热量总是朝着更高熵的方向传递。
为什么会有熵增加的趋势呢这是由于熵的定义和热力学过程的不可逆性。
熵的定义是系统的无序程度,而不可逆过程是指无法回到初始状态的过程。
热力学中的大部分过程都是不可逆的,例如摩擦、能量转化等。
由于不可逆过程的存在,能量的转化会导致系统的无序程度增加,即熵增加。
这是因为在能量转化过程中,有一部分能量会以废热的形式
散失,无法完全转化为有用的能量。
这就导致了熵的增加。
热力学第四定律的重要性在于提醒我们,自然界中系统总是朝着更高熵的方向发展。
这意味着无论我们如何努力,总会有一部分能量会以废热的形式散失,无法完全利用。
这也限制了热力学系统的能量转化效率。
总结起来,热力学第四定律是指熵的增加趋势,即系统的无序程度总是增加的。
这是由于不可逆过程导致能量转化的不完全性,部分能量以废热的形式散失。
熵的增加限制了能量转化的效率,也提醒我们能量守恒并不意味着能量利用的完全性。
第4节热力学第二定律[学习目标]1.知道传热、扩散现象、机械能与内能的转化等都具有方向性。
具有方向性的过程是不可逆的。
2.理解热力学第二定律的两种表述。
3.学会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。
知识点1热力学第二定律1.热传导的方向性(1)热量可以自发地由高温物体传到低温物体。
(2)热量不能自发地由低温物体传到高温物体。
(3)热传导过程是有方向性的。
2.热力学第二定律的克劳修斯表述热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
即热传导的过程具有方向性。
3.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,而不产生其他影响。
(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性)[判一判]1.(1)热量不能由低温物体传给高温物体。
()(2)科技发达后,热机的效率可以达到100%。
()(3)机械能可以全部转化为内能,而内能不能自发地全部转化为机械能。
()提示:(1)×(2)×(3)√知识点2能源是有限的1.能量耗散能量在数量上虽然守恒,但其转移和转化却具有方向性。
在各种各样的活动中,其他形式的能最终都转化成内能流散到周围环境中,再也不能自动聚集起来驱动机械做功了,这种转化过程叫作能量耗散。
2.品质降低能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低。
能量在利用过程中,总是由高品质的能量最终转化为低品质的能量。
能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒,但能量的品质下降了。
[判一判]2.(1)能量耗散不遵循能量守恒定律。
()(2)能量耗散会导致能量品质的降低。
()(3)为了可持续发展,必须节约能源。
()提示:(1)×(2)√(3)√1.(对热力学第二定律的理解)关于热力学定律,下列说法中正确的是() A.在一定条件下物体的温度可以降到绝对零度B.第二类永动机和第一类永动机一样,都违背了能量守恒定律C.热机的效率可以达到100%D.在热传递中,热量不可能自发地从低温物体传给高温物体解析:选D。