4-热力学第二定律VIP免费

热力学第二定律ptt课件陈迎昀•一、学习目标:•1.了解热传导过程的方向性。•2.了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成。•3.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实质。•二、重点和难点：•重点：热力学第二定律的物理实质和两种常见的表述．•难点：两类永动机的区别，第二类永动机不可能制成的原因三、教学过程：引入新课：•任何物体都具有内能，在地球上贮存量十分丰富的海水总质量约达1.4×1018吨，它的温度只要降低1oC，就能释放相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量，足够全世界使用4000年。而人类都不能利用这种“新能源”，究其原因，是因为涉及物理学的一个基本定律——热力学第二定律．•新课教学：•(一)、热传导的方向性•1．实例：热量会自动地从高温物体传给低温度物体。•2．热传导的过程具有方向性•3．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。•1．实例：热量会自动地从高温物体传给低温度物体。•[注意]这里所说“自发地”是指没有任何外界的影响或帮助，电冰箱工作时能将冰箱内(温度较低)的热量，传给外界空气(温度较高)，是因为电冰箱消耗了电能，对制冷系统做了功。•2．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行(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(热量不会自发地从低温物体传给高温物体)，只有借助外界的帮助才能进行。（二）机械能与内能转化的方向性热机内燃机①热机：②原理：燃料燃烧产生热量Q1（高温热库）推动活塞对外做功W排出废气向外界（低温热库）放热Q2③效率：由能量守恒定律知道Q1=W+Q2热机的效率高温热库低温热库Q1Q2对外做功热机W热机的效率小于100%，就不可能把从高温热源吸收的热量全部转化为机械能，总有一部分热量散发到冷凝器中。(二)第二类永动机•1．第二类永动机：人们把想象中能够从单一热源吸收热量，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。•2．第二类永动机不可能制成•表示机械能和内能的转化过程具有方向性．尽管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，同时不引起其他变化．•3．第一类永动机和第二类永动机•它们都不可能制成，第一类永动机的设想违反了能量守恒定律；第二类永动机的设想虽不违反能量守恒定律，但违背了跟热现象相联系的宏观自然过程具有方向性的规律。三、热力学第二定律举例：两种不同的气体扩散可以自发地进入对方,最后成为一种均匀的混合气体思考:如图所示,容器A中装有气体,容器B是真空,打开阀门K,容器A中的气体会自发地向B中膨胀,最后两个容器都充满气体.会不会气体自发地从容器B流向容器A,最后使容器B恢复成真空呢?大量自然现象说明:有些物理过程具有方向性.(三)热力学第二定律•1．热力学第二定律常见的两种表述：•(1)按热传递的方向性来表述：不可能使热量从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化．----克劳修斯表述•(2)按机械能与内能转化过程的方向性来表述：不可能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．---开尔文表述•2．两种表述是等价的．•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•3．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性，是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律．五、例题分析：•[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．•[解析]根据热力学第二定律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的能可全部变为内能(由电流热效应中的焦耳定律可知)，而内能不可能全部变成电流的能．机械能可全部变为内能，而内能不可能全部变成机械能，在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体，所以选项B、C、D正确．[例2]第二类永动机不可以制成，是因为[]A.违背了能量的守恒定律B．热量总是从高温物体传递到...