[跟随名师·解疑难]
1.对两种表述的理解
(1)热力学第二定律的两种表述看上去似乎没有什么联系,然而实际上它们是等价的,即由其中一个,可以推导出另一个。
(2)"不引起其他变化"是指使热量从低温物体传递到高温物体时外界不消耗任何功或从单一热源吸收热量全部用来做功而外界及系统都不发生任何变化。
(3)克劳修斯表述是说热量不能自动地从低温物体转移到高温物体。如果外界消耗一定量的功,把热量从低温物体转移到高温物体是完全可能的,如电冰箱和空调机的制冷过程。
(4)开尔文表述表明了在引起其他变化或产生其他影响的条件下,热量能够完全转化为功,如理想气体的等温自由膨胀,内能不变,吸收的热量全部转化为功,但却引起了体积的膨胀。
2.热力学第二定律的普遍性
热力学第二定律的每一种表述都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性,都是不可逆的。
3.热力学第二定律的推广
对任何一类宏观自然过程进行方向的说明,都可以作为热力学第二定律的表述。例如,在图531中,盒子中间有一个挡板,左室为真空,右室有气体。撤去挡板后,右室的气体自发向左室扩散,而相反的过程不可能自发地进行。因此,热力学第二定律也可以表述为:气体向真空的自由膨胀是不可逆的。
图531
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)
下列说法中,正确的是( )
A.一切形式的能量间的相互转化都具有方向性
B.热量不可能由低温物体传给高温物体
C.气体的扩散过程具有方向性
D. 一切形式的能量间的相互转化都不具有方向性
解析:选C 与热现象有关的宏观过程具有方向性,A、D错;热量可以由低温物体传给高温物体,但必须有外界影响,B错;气体的扩散过程是单一方向的,即不可逆过程,