问题
单项选择题
瓶子里装一些水,然后密闭起来,表面的一些水忽然温度升高而蒸发成气体,余下的水温度变低,这件事()。
A.可能,它满足热力学第一定律
B.可能,它满足热力学第二定律
C.不可能,它不满足热力学第一定律
D.不可能,它满足热力学第一定律,但不满足热力学第二定律
答案
参考答案:D
解析:
这件事不可能。它不违反热力学第一定律,因为,此过程可以满足能量守恒,但它违反热力学第二定律。首先,从表面叙述来看,在一密闭容器内,表面的一些水忽然温度升高而蒸发成水汽,可知其遵从热力学第一定律,即遵从能量守恒定律,变化前后整个系统的能量守恒。由热力学第二定律的开尔文叙述:“不可能制成一种循环动作的热机,只从一个热源吸取热量,使之全部变为有用的功,而其他物体不发生任何变化。”和克劳修斯叙述:“热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。”可知,处于平衡态的水,内部各处温度均匀,表面下面水不会有净热量传递给表面使之温度升高,否则就不是平衡态。其二,即便有一种特殊原因使表面水温稍微升高一点,也不可能靠余下的水提供热量维持或继续升高表面的水的温度,因为热量不能自动地从低温部分传到高温处。除非内部有一制冷机存在,从表面下面水吸热供表面的一些水温度升高而蒸发成水汽,而“密闭”之意是不存在制冷机。
[点评] 本题是判断一物理现象遵从热力学哪些定律,这就要求我们掌握热力学第一定律,热力学第二定律的内容及意义。