- 第十章热力学定律
第十章热力学定律包括以下内容:
1. 热力学第一定律,也被称为能量守恒定律,它表明能量在封闭系统内不会减少,可以表述为系统内能的增加等于系统吸收的热量减去系统对外所做的功。
2. 热力学第二定律,这是一系列自然规律,表明热量不能自发地从低温物体转移到高温物体,也可以表述为“自然发生的热过程总是朝着熵增加的方向”。
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相关例题:
题目:一个密闭的容器内有两种气体,A和B,已知A的温度高于B的温度,他们的压强相同。现在将一个导热良好的隔板放入容器中,使A和B分开。隔板上有两个小孔,孔上方的气体可以自由流出,孔下方的气体可以自由流入。现在隔板上的小孔打开,让气体自由流动。请问:隔板下方温度如何变化?
解答:
这个问题的关键在于理解热力学第一定律,即能量守恒定律。在上述情况下,隔板上方和下方的气体都经历了等温变化,而温度的变化是由外界对它们的做功引起的。
首先,我们假设隔板上方为A气体,下方为B气体。由于A的温度高于B的温度,所以A气体的内能更大。当隔板上的小孔打开时,A气体开始向B气体流动,这个过程需要外界对A气体做功。这个做功的过程相当于外界对A气体进行了加热,因此A气体的温度会升高。
另一方面,B气体开始被压缩并流向A气体。这个过程需要外界对B气体做功,这个做功的过程相当于外界对B气体进行了冷却,因此B气体的温度会降低。
因此,隔板下方的温度会降低。这是因为B气体的温度下降了,而A气体的温度上升了。这个过程符合热力学第一定律,即能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中能量的总数量不变。
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