2024年湖南公務員常識累積：熱力學三大定律
熱力學三大定律
1.第一定律(能量守恒定律)
內容：能量既不能憑空產生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉移和轉化的過程中，能量的總量不變。自從焦耳以精確實驗結果證明機械能、電能、內能之間的轉化滿足守恒關系之后，人們就認為能量守恒定律是自然界的一個普遍的基本規(guī)律。
內能變換方式：一個熱力學系統(tǒng)的內能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。
改變內能的兩種方式：1.做功(eg：摩擦生熱) 2.熱傳遞(eg：冬天的時候烤火)
否定了第一類永動機。(eg：要讓馬兒跑，還讓馬兒不吃草)
第一類永動機：某物質循環(huán)一周恢復到初始狀態(tài)，不吸熱而向外放熱或做功，這叫“第一類永動機”。由能量守恒定律可知，能量不會憑空產生。這種機器不消耗任何能量，卻可以源源不斷的對外做功是不可能實現(xiàn)的。
2.第二定律(熵增定律)
克勞修斯表述：熱量可以自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到較冷的物體，但不可能自發(fā)地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體(人為干預除外)。(eg：冰箱)
總結：雖然能量守恒但是自然界能量轉化都是具有方向性的，不可逆的。
熵是什么：隨時間發(fā)展，一個孤立體系中的熵絕不會減小。(eg1：一壺開水放著放著就涼了;eg2：一片樹葉飄落就不會再回到樹上)
否定了第二類永動機(能量轉化有方向性)
第二類永動機：在熱力學第一定律問世后，人們認識到能量是不能被憑空制造出來的，于是有人提出，設計一類裝置，從海洋、大氣乃至宇宙中吸取熱能，并將這些熱能作為驅動永動機轉動和功輸出的源頭，這就是第二類永動機。從單一熱源吸熱使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a生其它影響的熱機稱為第二類永動機。
3.第三定律(絕對零度)
熱力學第三定律通常表述為絕對零度時，所有純物質的完美晶體的熵值為零。也叫絕對零度(T=0K即-273.15℃)。絕對零度實際是無法達到的，只是理論值。(T=溫度)
最冷之地：智利天文學家發(fā)現(xiàn)了宇宙最冷之地，這個宇宙最冷之地就叫做“回力棒星云”，溫度為零下272攝氏度，是目前所知自然界中最寒冷的地方，稱為“宇宙冰盒子”。
絕對零度就是0K(約為-273.15℃或-459.67℉)
例題：下列說法正確的是：
A.物體吸收熱量，其溫度一定升高
B.熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞
C.遵守熱力學第一定律的過程一定能實現(xiàn)
D.做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方式
【答案】D。解析：做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方式，它們在改變物體內能上是等效的，做功改變物體內能實質上是(機械能)和(內)能的相互轉化，熱傳遞改變內能的實質是能量的(轉移);A選項錯誤，物體吸收了熱量，內能一定增加，但是溫度不一定升高，例如晶體的熔化和液體的沸騰過程;B選項錯誤，低溫物體也會向高溫物體傳遞熱量，正確說法為“熱量總是自發(fā)的由高溫物體向低溫物體傳遞”;C選項錯誤，熱學過程除了要受到能量守恒定律的制約外，還具有方向性。故本題答案為D。
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