高二物理备考：热力学第二定律思维导图

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

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。

3.不可逆过程的几个典型例子

例1（理想气体向真空自由膨胀）如图1所示，容器被中间的隔板分为体积相等的两部分：A部分盛有理想气体，B部分为真空。现抽掉隔板，则气体就会自由膨胀而充满整个容器。

例2（两种理想气体的扩散混合）如图2所示，两种理想气体C和D被隔板隔开，具有相同的温度和压强。当中间的隔板抽去后，两种气体发生扩散而混合。

例3焦耳的热功当量实验。