高中试题
当前位置: 首页 > 高二> 高二物理> 高二物理知识点

高二物理知识讲解:漫谈热力学第二定律

来源:101教育网整理 2020-09-02 字体大小: 分享到:

  物理科是相对较难学的一科,学过高中物理的大部分同学,特别是物理成绩中差等的同学,总有这样的疑问:上课听得懂,听得清,就是在课下做题时不会。这就需要养成科学的学习方法来加强学习效率。

  一、热力学第二定律建立的历史过程

  19世纪初,巴本、纽可门等发明的蒸汽机经过许多人特别是瓦特的重大改进,已广泛应用于工厂、矿山、交通运输,但当时人们对蒸汽机的理论研究还是非常缺乏的。热力学第二定律就是在研究如何加强热机效率问题的推动下,逐步被发现的,并用于解决与热现象有关的过程进行方向的问题。

  1824年,法国陆军工程师卡诺在他发表的论文“论火的动力”中提出了著名的“卡诺定理”,找到了加强热机效率的根本途径。但卡诺在当时是采用“热质说”的错误观点来研究问题的。从1840年到1847年间,在迈尔、焦耳、亥姆霍兹等人的努力下,热力学第一定律以及更普遍的能量守恒定律建立起来了。“热动说”的正确观点也普遍为人们所接受。1848年,开尔文爵士(威廉·汤姆生)根据卡诺定理,建立了热力学温标(绝对温标)。它完全不依赖于任何特殊物质的物理特性,从理论上解决了各种经验温标不相一致的缺点。这些为热力学第二定律的建立准备了条件。

  1850年,克劳修斯从“热动说”出发重新审查了卡诺的工作,考虑到热传导总是自发地将热量从高温物体传给低温物体这一事实,得出了热力学第二定律的初次表述。后来历经多次简练和修改,逐渐演变为现行物理教科书中公认的“克劳修斯表述”。与此同时,开尔文也独立地从卡诺的工作中得出了热力学第二定律的另一种表述,后来演变为更精炼的现行物理教科书中公认的“开尔文表述”。

  上述对热力学第二定律的两种表述是等价的,由一种表述的正确性完全可以推导出另一种表述的正确性。

  二、热力学第二定律的实质

  1.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。

  2.对于开氏与克氏的两种表述的分析

 

猜你喜欢

精品学习资料

扫描二维码注册领取

精选常考文言文考点,专注提升古文修养,更多学习资料尽在101辅导APP