4　热力学第二定律 (8).ppt

,第十章：热力学定律,第四节热力学第二定律,新课引入,教学目标,知识与技能1.了解热传递过程的方向性。2.知道热力学第二定律的两种不同的表述，以及这两种表述的物理实质。3.知道什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成。过程与方法1热力学第二定律的表述方式与其他物理定律的表述方式有一个显著不同，它是用否定语句表述的。2热力学第二定律的表述不只一种，对任何一类宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述，学习本节时注意这一方法。,新课引入,情感、态度与价值观1.通过学习热力学第二定律，可以使学生明白热机的效率不会达100%，我们只能想办法尽量提高热机的效率，但不能渴求达到100%。2.自然界发生的一切过程中的能量都是守恒的，但不违能量守恒定律的宏观过程并都能发生。【重点、难点分析】：重点：热力学第二定律两种常见的表述。难点：1.热力学第二定律的开尔文表述。2.自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。,教学目标,自然过程的方向性现象有哪些？,新课引入,热力学第二定律,新课引入,热力学第二定律定义,热力学第二定律,新课引入,1.克劳修斯表述,热力学第二定律,德国克劳修斯,热传递的方向性,热量从温度高的物体自发地传给温度低的物体,“自发地”，指的是没有任何外界的影响或帮助。,有没有可能发生这样地现象，热量自发地从低温物体传给高温物体，使低温物体的温度越来越低，高温物体的温度越来越高。,新课引入,热力学第二定律,贮藏的食品,大气,电冰箱制冷系统,做功,新课引入,热力学第二定律,结论:热力学第二定律的一种表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体。这是热力学第二定律的克劳修斯表述。,热力学第二定律的克劳修斯表述实质上就是：热传递过程是不可逆的。,（按照热传递的方向性来表述的）,新课引入,热力学第二定律,思考讨论下列问题：,1.前面我们学习了第一类永动机，不能制成的原因是什么？,2.热机是一种把什么能转化成什么能的装置？,3.热机的效率能否达到100%？,新课引入,热力学第二定律,由能量守恒定律可知：Q1=W+Q2,热机的效率=W/Q1,新课引入,热力学第二定律,新课引入,2.开尔文表述内容：,热力学第二定律,新课引入,开尔文表述含义？,热力学第二定律,热机的工作原理和效率,功和能转化具有方向性,第二类永动机,新课引入,新课学习,热力学第二定律,问题提出：我们在初中学过，当物体温度升高时，就要吸收热量；当物体温度降低时，就要放出热量。而且热量公式Q=cmt，这里有一个有趣的问题：地球上有大量的海水,它的总质量约为1.41018t,如果这些海水的温度降低0.1oC,将要放出多少焦耳的热量?海水的比热容为C=4.2103J/(kg),放出5.81023J的热量，这相当于1800万个核电站一年的发电量,新课引入,新课学习,热力学第二定律,热力学第二定律的两种表述关系,新课引入,新课学习,热力学第二定律,两种表述是等价的可以从一种表述导出另一种表述，两种表述都称为热力学第二定律热力学第二定律的意义1）提示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律2）对生活实践的指导作用,新课引入,热力学第二定律,“气体向真空中绝热自由膨胀的过程是不可逆的”,3.气体自由扩散的方向性,新课引入,热力学第二定律,3、能量转化有方向性,第一类永动机和第二类永动机比较,新课引入,热力学第二定律,小结,例1根据热力学第二定律，下列判断正确的是（）A.电流的能不可能全部变为内能B.在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能C.热机中，燃气内能不可能全部变为机械能D.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温度物体,新课引入,热力学第二定律,例题精炼,CD,例2.如图所示文艺复兴时期意大利的达芬奇造了一个永动机装置。他设计时认为，右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息()A这是第一类永动机B这是第二类永动机C它不可能成功，因为违反能的转化及守恒定律D它不可能成功，因为违反热力学第二定律,AC,新课引入,热力学第二定律,例题精炼,例3.下列说法正确的是()A.在自然条件下，热传递的过程是不可逆的B.热量不可能由高温物体传递给低温物体C.气体的扩散过程具有方向性D.一切形式能量转化都不具有方向性,AC,新课引入,热力学第二定律,例题精炼,例4.下列说法中可行的是()将地球上所有海水的温度降低0.1，以放出大量内能供人类使用制造一种机器，把物体与地面摩擦所产生的热量全部收集起来再全部加以使用建造一只可以从海洋中提取热量的船，把热量转化为机械能，驱动螺旋桨旋转制造一种效率为100的热机A.可行B可行C可行D都不可行,D,新课引入,热力学第二定律,例题精炼,例5.根据热力学第二定律，可知下列说法中正确的是（）A不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化B没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其它的变化的热机是可实现的C致冷系统能将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中而不引起其它变化D不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化,AD,新课引入,热力学第二定律,例题精炼,例6.关于第二类永动机，下列说法中正确的是()A它既不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律B它既违反了热力学第一定律，也违反了热力学第二定律C它不违反热力学第一定律，只违反热力学第二定律D它只违反热力学第一定律，不违反热力学第二定律,C,新课引入,热力学第二定律,例题精炼,例7.根据热力学定律和分子动理论，可知下列说法中正确的是（）A我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其它变化B利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水