（课改地区专用）高考物理总复习 2.4 热力学第二定律学案-人教版高三全册物理学案

2.4 热力学第二定律学习目标核心提炼1.知道传热的方向性及任何热现象的宏观过程都是不可逆的。1 个定律——热力学第二定律2 种表述——克劳修斯表述、开尔文表述1 种机器——第二类永动机2.了解热力学第二定律，运用热力学第二定律解决一些实际问题。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。一、宏观过程的方向性1.热传导的方向性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。2.气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，决不会自发地分开，成为两种不同的气体。3.机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来。4.气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，容器变为真空。思维拓展热传递的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物体”？答案 不能。两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高，这个过程是自发进行的，不需要任何外界的影响或者帮助，有时我们也能实现热量从低温物体传给高温物体，如电冰箱，但这不是自发地进行的，需要消耗电能。二、热力学第二定律的两种表述1.热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。阐述的是传热的方向性。2.热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性)3.热机(1)热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能。第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能。(2)热机的效率：热机输出的机械功 W 与燃料产生的热量 Q 的比值。用公式表示为 η＝。4.热力学第二定律的其他描述(1)一切宏观自然过程的进行都具有方向性。(2)气体向真空的自由膨胀是不可逆的。(3)第二类永动机是不可能制成的。5.第二类永动机(1)定义：只从单一热库吸收热量，使之完全变成功而不引起其他变化的热机。(2)第二类永动机不可能制成的原因：虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，但大量的事实证明，在任何情况下，热机都不可能只有一个热库，热机要不断地把吸取的热量变为有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温热库。...