高中物理 第四章 能量守恒与热力学定律 3 宏观过程的方向性学案 教科版选修3-3-教科版高二选修3-3物理学案VIP专享VIP免费

3宏观过程的方向性[学习目标]1.了解热传递、扩散现象、机械能与内能转化等过程的方向性.2.知道具有方向性的过程称为不可逆过程．一、热传递的方向性在无外界影响的情况下，热量只能从高温物体传向低温物体，要使热量从低温物体传向高温物体，外界必须对物体做功，即热传递具有方向性．二、扩散现象的方向性事实表明大量分子从某一位置扩散到其他空间，在没有其他影响时，不可能再全部回到原位置，即扩散现象具有方向性．三、机械能与内能转化的方向性1．物体的内能不会自发地转化为物体的动能，即机械能与内能之间转化存在方向性．2．热机的效率η＝＝1－(Q1表示热机从高温热源吸收的热量，Q2表示向低温热源放出的热量，W表示对外做功)．四、其他过程的方向性1．燃烧现象、爆炸现象也具有方向性．2．在事件发生时，只沿某个方向发生，而不可能在没有外界影响(或不产生其他影响)的情况下沿相反方向发生的过程称为不可逆过程．[即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．(√)(2)热量不会从低温物体传给高温物体．(×)(3)机械能可以完全转化为内能．(√)(4)内能不可能完全转化为机械能．(×)2．热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，这说明热传递过程具有________．答案方向性一、热传递的方向性[导学探究]1．两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从低温物体传给高温物体，使高温物体的温度升高，低温物体的温度降低吗？答案不会．2．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．[知识深化]1．“自发地”过程就是不受外界干扰进行的自然过程．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”，就是要有外界对其做功才能完成，例如电冰箱．例1(多选)关于空调机，下列说法正确的是()A．制冷空调机工作时，热量从低温物体传到高温物体B．制暖空调机工作时，热量从高温物体传到低温物体C．冷暖空调机工作时，热量既可以从低温物体传到高温物体，也可以从高温物体传到低温物体D．冷暖空调机工作时，热量只能从高温物体传到低温物体答案ABC解析空调机工作时，热量可以从低温物体传到高温物体，因为这里有外界做功．二、扩散现象的方向性[导学探究]一滴黑墨水滴进一杯清水中，不久整杯水都均匀地变黑了，有没有这样的“逆过程”：这杯均匀黑水中的小炭粒又自发地聚集在一起，成为一滴黑墨水，而其余部分又变成清水？答案没有．[知识深化]1．两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为一种均匀的混合气体．相反，一种均匀的混合气体绝不会自发地分开成为两种气体．2．气体的自由膨胀也是一种扩散现象，具有方向性．例2下列所述过程中，可能发生的是()A．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后，又自发聚集进去，恢复原状B．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高C．将水和酒精混合，然后它们又自动地各自分开D．被工厂废水污染的湖水，废水自发的聚集到一处答案B解析A、C、D中的过程都是扩散现象，扩散现象具有方向性，所以逆过程不可能自发完成，故A、C、D错误．热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的变化，但通过一些其他手段可以实现，故B正确．三、机械能与内能转化的方向性及其他过程的方向性[导学探究]在平地上滚动的足球克服摩擦力做功，其动能转化为内能，最终停了下来，同时足球、地面及周围空气的温度略有上升．会不会有这样的现象：静止的足球和地面、周围的空气自发地降低温度释放内能，并将释放出的内能全部转化为动能，让足球又滚动起来？答案不会．[知识深化]1．机械能和内能转化过程的方向性(1)机械能全部转化为内能的过程是可以自发进行的，而内能全部转化为机械能的过程，是不能自发进行的，要将内能全部转化为机械能，必然会引起其他影响．(2)热机的效率不...