热力学第二定律1ppt课件

1、 一、学习目的：一、学习目的： 二、重点和难点：二、重点和难点： 三、教学过程：三、教学过程： 1.了解热传导过程的方向性。了解热传导过程的方向性。 2.了解什么是第二类永动机，为什么第二了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不能够制成。类永动机不能够制成。 3.了解热力学第二定律的两种不同的表述，了解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本质。以及这两种表述的物理本质。 4.了解什么是能量耗散。了解什么是能量耗散。 二、重点和难点：二、重点和难点： 重点：热力学第二定律的物理本质和两种重点：热力学第二定律的物理本质和两种常见的表述常见的表述 难点：两类永动机的区别，第二类永

2、动机难点：两类永动机的区别，第二类永动机不能够制成的缘由不能够制成的缘由引入新课：引入新课：任何物体都具有内能，在地球上储存量非常任何物体都具有内能，在地球上储存量非常丰富的海水总质量约达丰富的海水总质量约达1.41018吨，它吨，它的温度只需降低的温度只需降低1oC，就能释放相当于，就能释放相当于1800万个功率为万个功率为100万千瓦的核电站一年万千瓦的核电站一年的发电量，足够全世界运用的发电量，足够全世界运用4000年。而人年。而人类都不能利用这种类都不能利用这种“新能源，究其缘由，新能源，究其缘由，是由于涉及物理学的一个根本定律是由于涉及物理学的一个根本定律热力热力学第二定律学第二定律

3、 新课教学：新课教学： (一一)、热传导的方向性、热传导的方向性 1实例：热量会自动地从高温物体传给低实例：热量会自动地从高温物体传给低温度物体。温度物体。 2热传导的过程具有方向性热传导的过程具有方向性 3自然界中进展的涉及热景象的宏观过程自然界中进展的涉及热景象的宏观过程都具有方向性。都具有方向性。 1实例：热量会自动地从高温物体传给低实例：热量会自动地从高温物体传给低温度物体。温度物体。 留意留意这里所说这里所说“自发地是指没有任何自发地是指没有任何外界的影响或协助，电冰箱任务时能将冰外界的影响或协助，电冰箱任务时能将冰箱内箱内(温度较低温度较低)的热量，传给外界空气的热量，传给外界空气

4、(温温度较高度较高)，是由于电冰箱耗费了电能，对制，是由于电冰箱耗费了电能，对制冷系统做了功。冷系统做了功。 2热传导的过程具有方向性热传导的过程具有方向性 热传导的过程可以向一个方向自发地进展热传导的过程可以向一个方向自发地进展(热量从高温物体自发地传给低温物体热量从高温物体自发地传给低温物体)；但向相反的方向不会自发地产生但向相反的方向不会自发地产生(热量不会热量不会自发地从低温物体传给高温物体自发地从低温物体传给高温物体)，只需借，只需借助外界的协助才干进展。助外界的协助才干进展。热机：是一种把内能转化为机械能的安装。热机：是一种把内能转化为机械能的安装。热机热机效率：效率： 由能量守恒

5、定律知道由能量守恒定律知道 Q1 = W +Q2 热机的效率热机的效率1QW内燃机内燃机原理：燃料熄灭产生热量原理：燃料熄灭产生热量 Q1高温热源高温热源推进活塞对外做功推进活塞对外做功 W排出废气向外界低温热源放热排出废气向外界低温热源放热 Q2高温热库高温热库低温热库低温热库Q1Q2对外做功对外做功热机W热机的效率小于热机的效率小于100%，就不能够把从，就不能够把从高温热源吸收的热量全部转化为机械能，高温热源吸收的热量全部转化为机械能，总有一部分热量分发到冷凝器中。总有一部分热量分发到冷凝器中。二机械能与内能转化的方向性二机械能与内能转化的方向性 1第二类永动机：人们把想象中可以从单第二

6、类永动机：人们把想象中可以从单一热源吸收热量，全部用来做功而不引起一热源吸收热量，全部用来做功而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机。其他变化的热机叫做第二类永动机。 2第二类永动机不能够制成第二类永动机不能够制成 表示机械能和内能的转化过程具有方向表示机械能和内能的转化过程具有方向性虽然机械能可以全部转化为内能，内性虽然机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化成机械能，同时不引起能却不能全部转化成机械能，同时不引起其他变化其他变化 3第一类永动机和第二类永动机第一类永动机和第二类永动机 它们都不能够制成，第一类永动机的想象它们都不能够制成，第一类永动机的想象违反了能量守恒定律；第二类永动

7、机的想违反了能量守恒定律；第二类永动机的想象虽不违反能量守恒定律，但违背了跟热象虽不违反能量守恒定律，但违背了跟热景象相联络的宏观自然过程具有方向性的景象相联络的宏观自然过程具有方向性的规律。规律。 1热力学第二定律常见的两种表述：热力学第二定律常见的两种表述： (1)按热传送的方向性来表述：不能够使热按热传送的方向性来表述：不能够使热量从低温物体传到高温物体，而不引起其量从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化他变化 (2)按机械能与内能转化过程的方向性来表按机械能与内能转化过程的方向性来表述：不能够从单一热库吸收热量并把它全述：不能够从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化部

8、用来做功，而不引起其他变化 2两种表述是等价的两种表述是等价的 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述都称为热力学第二定律 3热力学第二定律的意义热力学第二定律的意义 提示了有大量分子参与的宏观过程的方向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性，是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律自然规律 1能量耗散：流散的内能无法重新搜集起能量耗散：流散的内能无法重新搜集起来加以利用的景象叫做能量耗散来加以利用的景象叫做能量耗散 2能量耗散从能量转化的角度反映出自然能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程

9、具有方向性界中的宏观过程具有方向性 例例1根据热力学第二定律，以下判别正确根据热力学第二定律，以下判别正确的选项是的选项是 A. 电流的能不能够全部变为内能电流的能不能够全部变为内能 B在火力发电机中，燃气的内能不能够全在火力发电机中，燃气的内能不能够全部变为电能部变为电能 C热机中，燃气内能不能够全部变为机械热机中，燃气内能不能够全部变为机械能能 D在热传导中，热量不能够自发地从低温在热传导中，热量不能够自发地从低温物体传送给高温度物体物体传送给高温度物体 解析解析根据热力学第二定律可知，凡与热根据热力学第二定律可知，凡与热景象有关的宏观过程都具有方向性，电流景象有关的宏观过程都具有方向性，

10、电流的能可全部变为内能的能可全部变为内能(由电流热效应中的焦由电流热效应中的焦耳定律可知耳定律可知)，而内能不能够全部变成电流，而内能不能够全部变成电流的能机械能可全部变为内能，而内能不的能机械能可全部变为内能，而内能不能够全部变成机械能，在热传导中，热量能够全部变成机械能，在热传导中，热量只能自发地从高温物体传送给低温物体，只能自发地从高温物体传送给低温物体，而不能自发地从低温物体传送给高温物体，而不能自发地从低温物体传送给高温物体，所以选项所以选项B、C、D正确正确 A. 违背了能量的守恒定律违背了能量的守恒定律 B热量总是从高温物体传送到低温物热量总是从高温物体传送到低温物体体 C机械能

11、不能全部转变为内能机械能不能全部转变为内能 D内能不能全部转化为机械能，同时内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化不引起其他变化 解析解析第二类永动机想象虽然符合能第二类永动机想象虽然符合能量守恒定律，但是违背了能量转化中量守恒定律，但是违背了能量转化中有些过程是不可逆的规律。所以不能有些过程是不可逆的规律。所以不能够制成，选项够制成，选项D正确正确 例例3试对热力学第一定律和热力学第二定试对热力学第一定律和热力学第二定律做一简单的评析律做一简单的评析 解析解析热力学第一定律和热力学第二定律热力学第一定律和热力学第二定律是构成热力学知识的实际根底，前者对自是构成热力学知识的实际根底，前者

12、对自然过程没有任何限制，只指出在任何热力然过程没有任何限制，只指出在任何热力学过程中能量不会有任何添加或损失，反学过程中能量不会有任何添加或损失，反映的是物体内能的变化与热量、做功的定映的是物体内能的变化与热量、做功的定量关系；后者那么是处理哪些过程可以自量关系；后者那么是处理哪些过程可以自发地发生，哪些过程必需借助于外界条件发地发生，哪些过程必需借助于外界条件才干进展。才干进展。 热力学第二定律有热力学第二定律有常见的两种表述，常见的两种表述，提示了有大量分子提示了有大量分子参与的宏观过程参与的宏观过程(即即与热景象有关的宏与热景象有关的宏观过程观过程)的方向性，的方向性，第二类永动机不能第

13、二类永动机不能够制成。够制成。 1.以下哪些物理过程具有方向性以下哪些物理过程具有方向性 A. 热传导过程热传导过程 B机械能和内能的转化过程机械能和内能的转化过程 C气体的分散过程气体的分散过程 D气体向真空中膨胀的过程。答案：气体向真空中膨胀的过程。答案：2.热机是一种热机是一种_的安装，的安装，热机做的功和它从热源吸收热量的热机做的功和它从热源吸收热量的比值叫做热机的比值叫做热机的_答案：答案：3.能量耗散是从能量耗散是从_角度反映出自然界中角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性答案：的宏观过程具有方向性答案：4.热力学第二定律使人们认识到，热力学第二定律使人们认识到，自然界中进展的涉及

14、自然界中进展的涉及_景象的宏观过程都具有景象的宏观过程都具有_性，例如机械能可以性，例如机械能可以_转化为内能，但内能转化为内能，但内能_全部转化为机械能，而全部转化为机械能，而不引起其他变化不引起其他变化 5.什么是第二类永动机什么是第二类永动机?为什么第二类永动机不为什么第二类永动机不能够呵斥能够呵斥? 答：可以从单一热源吸收热量并把它全部用来做答：可以从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化的热机称为第二类永动机。功，而不引起其他变化的热机称为第二类永动机。第二类永动机不能够制成的缘由是由于机械能和第二类永动机不能够制成的缘由是由于机械能和内能转化过程具有方向性，虽然机械能

15、可以全部内能转化过程具有方向性，虽然机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其他变化。而不引起其他变化。 解答：热力学第一定律指出了在任何解答：热力学第一定律指出了在任何热力学过程中，能量不会有任何增减热力学过程中，能量不会有任何增减或损失，对自然过程也没有限制；而或损失，对自然过程也没有限制；而热力学第二定律是处理了哪些过程可热力学第二定律是处理了哪些过程可以发生。两个定律从不同角度提示了以发生。两个定律从不同角度提示了热力学过程中服从的规律，既相互独热力学过程中服从的规律，既相互独立，又相互补充，共同构成了热力学立，又相互补

16、充，共同构成了热力学知识的实际根底知识的实际根底8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShP

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