大学物理 热力学定律问题

Question

1.理想气体进行定温膨胀时可从单一热源吸入热量，将之全部转变为功对外输出，是否与热二定律的开尔文叙述有矛盾？ 2.冬天，一个耗电200w的电视机稳定运行对房间的加热效应与200w的电热器效果一样吗？与耗电200w的空调一样吗？为什么?

Answer 1

1.不矛盾。
注意热二定律中无论哪种表述都有“不引起其他变化”。而定温膨胀过程是：从单一热源吸收热量全部做功，理想气体的体积发生改变。体积改变就是产生的其他变化。

2.不一样。
电视机耗能主要用于产生光（电磁能）和声音（机械能），还有一些能量的耗散，具体是元器件电阻产生的热。
电热器耗能主要用于维持电阻上的电流，通过电流的热效应生热。
空调耗能主要用于维持其内工质的循环过程。从外界吸收热量，在室内放出热量。
显然电视机对室内加热的能力最差。
而空调限于其热机效率，不能将功全部转化为热。（考虑卡诺循环从低温热源吸热的过程）
电热器则基本上全部将电能转化为热。

Answer 2

1，热量全部转为功，气体的体积压强都变化了（PV=NRT），所以开尔文说“。。。而不引起其他变化”是对的。
2，不一样，根据焦耳定律，Q=I^2 *R* t，电阻是影响发热的因素，电视机是电能转化为电子或等离子的动能顺便散热，而空调是电能转化为压缩机的机械能然后通过氟利昂气体到液体的变化从外界吸收热量到室内，电热器的话是纯电阻，直接是电能转化为热能，

Answer 3

我们那高中选修四就是这个...仅供参考. 1、输出的功不一定指有用功.2、从能量转换的角度，电视机消耗的功转化为光能、声能、内能等，而电热器消耗的功主要转化为内能。所以打个比方，200W的电视机，可能只等效于60W的电热器

Answer 4

谔谔
太难了