2012高二物理课件：第三章 第四节 热力学第二定律(粤教版选修3-3)

1、第四节 热力学第二定律,一、热传导的方向性 1热可以自发地由_物体传递给_物 体，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有 _，是一个不可逆过程,2说明,高温,低温,方向性,(1)“自发地”指在不受外来干扰的条件下进行的自 然过程 (2)要将热量从低温物体传向高温物体，必须有“外界 的影响或帮助”，即要有外界对其做功才能完成,二、机械能和内能转化过程方向性,1机械能和内能转化过程具有方向性，机械能全部转 化为内能的过程是可以自发进行的，反之不能自发进行， 要将内能全部转化为机械能必然会引起其他影响 2从单一热源吸热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它不可能制成的原因是其违背了

2、 _,热力学第二定律,三、热力学第二定律,不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他 变化；不能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功 而不引起其他变化,四、热力学第二定律的微观实质,1做功是与分子群体的有序运动联系在一起的，内能 是和分子的无序运动联系在一起的，机械能转化为内能的 过程，从微观上来说是大量分子的有序运动朝无序运动的 方向转换的过程，其相反方向的过程是大量分子从无序运 动朝有序运动方向转换的过程,2热传导的过程是使物体内部分子的热运动由比较 _状态向_状态转化的过程 3热力学第二定律的微观实质是：与热现象有关的自 发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性_ 的方向进行的

3、,有序的,无序的,增加,五、熵 1熵是用来描述物体的_的一个物理 量，物体内部分子热运动无序性越高，物体的熵就越,_,无序程度,大,2系统的熵值反映了它所处状态的均匀程度，系统的 熵值越小，它所处的状态越是有序，越不均匀；系统的熵 值越大，它所处的状态越是无序，越均匀系统总是力图 自发地从_的状态向_(即从有序走向 无序)的状态转变，这就是隔离系统“熵值增大原理”的微,观物理意义,熵值较小,熵值较大,热力学第二定律的两种表述,1克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体传向高温,物体而不引起其他变化,表述中的其他变化是指高温物体吸热和低温物体放热 两者以外的任何变化，如果允许引起其他变化，热量由低

4、温物体传入高温物体也是可能的，例如：制冷机可以将热 量从低温热源传给高温热源，但这不是自动传递的，需有 外界对气体做功，并把所做的功转变为热而送入高温热源， 外界做了这部分的功，自然要引起其他变化,2开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完,全变为有用的功而不引起其他变化,表述中说的其他变化，是指除了单一热源放热和对外 界做功这两者以外的任何其他变化其实，并非热不能完 全转化为功，而是在不引起其他变化的条件下热不能完全 转化为功例如：理想气体从单一热源吸热做等温膨胀时 内能不变，即U0，按热力学第一定律，得 QW，即 所吸收热量全部转化为功，但是在这一过程中却引起了其 他变化，即气体的体积

5、膨胀，不能自动地缩回,3热力学第二定律的开尔文表述与热机的工作有关； 克劳修斯表述与热传导现象有关，两种表述貌似不同，但 是它们通过热功转换和热传导各自表述了过程进行的方向 性，所以本质上是一致的可以证明两种表述等效：如果 开尔文表述是正确的，则克劳修斯表述也是正确的，若违 反开尔文表述，也必违背克劳修斯表述,热力学第二定律的理解,例 1下列所述过程是可逆的，还是不可逆的？,A气缸与活塞的组合内装有气体，当活塞上没有外 加压力，活塞与气缸间没有摩擦，气体缓慢地膨胀时； B上述装置，当活塞上没有外加压力，活塞与气缸,上摩擦很大，使气体缓慢地膨胀时；,C上述装置，没有摩擦，但调整外加压力，使气体,

6、能缓慢地膨胀时；,D在一绝热容器内盛有液体，不停地搅动它，使它,温度升高；,E在一传热容器内盛有液体，容器放在一恒温的大,水池内，液体不停地搅动，可保持温度不变； F在一绝热容器内，不同温度的液体进行混合； G在一绝热容器内，不同温度的氦气进行混合,解析：A.发生自由膨胀，则是不可逆的； B.有摩擦发生，也是不可逆的；,C.是准静态无摩擦的膨胀，则为可逆过程； D.这是做功变为热的过程，一定不可逆；,E.此过程中既有“功变热”又有“热传导”，也是不,可逆过程；,F.液体的扩散是不可逆过程；,G.有一定温度差的热传导是不可逆过程,答案：见解析,热力学第二定律的理解,例 2一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率 1 kW，制冷能力 1.2104 kJ/h，制热能力 1.3104 kJ/h.这样， 该空调在制热时，每消耗 1 J 电能，将放出 3 J 多热量，是 指标错误还是能量不守恒？,解析：都不是空调制冷、制热靠压缩机做功，从室 内(室外)吸收热量放到室