高中物理热学问题

1.“机械能可以完全转化为内能，内能也可以完全转化为机械能”是完全正确的命题。

2. 对第二点很多人有误解，原因是没有完全搞清楚热力学第二定律的开尔文表述，更不用说完整准确理解热力学第二定律了。开尔文说“不可能从一个恒温热源（即单一热源）吸取热量，使之完全变为有用功，而不产生其它影响（或引起其他变化）”。不产生其它影响是指除去热功转化之外的任何变化，包括做功者和他周围的一切环境都不能发生其它变化。言下之意，如果允许做功者（系统）或环境发生其它变化，则从一个恒温热源（即单一热源）吸取热量，使之完全变为有用功是有可能的（但不一定必然能）。

3. 举例说明：理想气体等温膨胀过程中，总内能不变，气体（系统）从环境中（单一热源）吸取热量，并将所吸取的热量全部变为功，输出给环境。也即系统从环境中吸热增加自身的内能，再将增加的内能全部转为功。在这个例子中，确实从单一热源吸热并完全转为有用功了，但同时也产生了其它变化，气体的体积增大了，压强变小了。

4. 如果要在系统和环境不发生其他变化的前提下，使热变功必然要求系统发生一个循环过程，在经过一个循环后系统再次回到初始状态（这样才能保持系统无其它变化），而要构成一个可以做功的循环，无数的事实证明，系统至少需要同两个恒温热源换热（从高温热源吸热，将其部分转为功，另一部分以热的形式放给低温热源）。开尔文正是从这些事实中总结出第二定律的开尔文表述的。

5. 关于原命题的进一步解释：
即便在一个循环过程中，内能也是可以完全转为机械能的,只要系统在循环中同两个或以上的热源换热。我们可以设想一台理想卡诺热机（只与两个恒温热源换热的热机）工作于海洋（或者任何的物体）和一个温度趋近于绝对零度（绝对零度不可达到，这是所谓的热力学第三定律）的低温热源之间，通过简单计算（大学才能学到）可知该热机的效率可趋近于100%，即水的内能可以无限接近于完全转变为机械能。当然这台热机的工作条件太苛刻了，我们要获得趋于绝对零度的低温所消耗的能量远不是热机的产能所能补偿的。因此期望利用海洋大气中蕴藏的巨大内能是不现实的。而制造第二类永动机就是希望只从一个恒温热源中（例如海洋）吸热，将其全部（哪怕是10%)转为有用功（那也可以完全摆脱能源危机！）。

6. 理想气体等温膨胀是一个容易实现的过程，很明显该过程的转化效率是100%，但为什么这个过程不能为我们提供源源不断的廉价的功呢？关键在于这不是个循环过程，气体膨胀到一定程度，体积太大，要使其还做有用功，必须有一个巨大的容器来装气体（成本太高），同时气体压强太低，甚至克服活塞摩擦力的能力都没了，如何做有用功呢？更重要的的是我们如何能得到高压气体呢？有一个解决办法再把气体压缩回去，请记住这里要消耗机械能，并且消耗的比我们得到的还多。因此要想有效地连续地产生机械功，必须借助一个循环过程，例如让热机在高温时膨胀（做功多），低温时被压缩（消耗功少），再通过两个绝热过程连接上述等温过程，以形成一个循环（该例即是卡诺循环）。例如内燃机等等都采用了类似的循环过程。

原话是这样说的：内能不可能完全转化为机械能而不引起其他变化。也就是说热机是有效率的。换句话说：一切与热现象有关的过程都是有方向的，向着熵增加的方向。

能力是可以完全转化的，但是转化过程中会引起其他能量的损失。
第一个强调能量可以无条件的互相转化，不同形式能量本质是一样的；
第二个强调效率不能为1，各种能量转化过程中肯定会有其他的变化

“机械能可以完全转化为内能，内能也可以完全转化为机械能”
这句话明显是错的么~