1、热力学第二定律,一、学习目标： 二、重点和难点： 三、教学过程：,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。 4.了解什么是能量耗散。,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1.41018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
2、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
3、物体传给高温物体)，只有借助外界的帮助才能进行。,热机：是一种把内能转化为机械能的装置。,热机,效率：由能量守恒定律知道 Q1 = W +Q2热机的效率,内燃机,原理：燃料燃烧产生热量 Q1（高温热源）,推动活塞对外做功 W,排出废气向外界（低温热源）放热 Q2,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）机械能与内能转化的方向性,(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
4、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
5、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。 (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。,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。,熵,描述物体的无序程度，物体内部分子热运动无序程度越高，物体的熵就越大,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
6、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低温物体C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，同时不引起其他变化
7、,解析第二类永动机设想虽然符合能量守恒定律，但是违背了能量转化中有些过程是不可逆的规律。所以不可能制成，选项D正确。,例3试对热力学第一定律和热力学第二定律做一简单的评析 解析热力学第一定律和热力学第二定律是构成热力学知识的理论基础，前者对自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增加或损失，反映的是物体内能的变化与热量、做功的定量关系；后者则是解决哪些过程可以自发地发生，哪些过程必须借助于外界条件才能进行。,六、小结 ：,热力学第二定律有常见的两种表述，提示了有大量分子参与的宏观过程(即与热现象有关的宏观过程)的方向性，第二类永动机不可能制成。,七、 巩固练习,1.下列哪些
8、物理过程具有方向性 A. 热传导过程 B机械能和内能的转化过程 C气体的扩散过程 D气体向真空中膨胀的过程。答案：,上题答案：A B C D,2.热机是一种_的装置，热机做的功和它从热源吸收热量的比值叫做热机的_答案： 3.能量耗散是从 _角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性答案：,2答案：把内能转化为机械能；效率 3答案：热现象,4.热力学第二定律使人们认识到，自然界中进行的涉及_现象的宏观过程都具有_性，例如机械能可以_转化为内能，但内能_全部转化为机械能，而不引起其他变化,4答案：热；方向；全部；不能。,5.什么是第二类永动机?为什么第二类永动机不可能造成? 答：能够从单一热源吸收热量
9、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。第二类永动机不可能制成的原因是因为机械能和内能转化过程具有方向性，尽管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，而不引起其他变化。,6.试述热力学第一定律和热力学第二定律的区别与联系。,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或损失，对自然过程也没有限制；而热力学第二定律是解决了哪些过程可以发生。两个定律从不同角度揭示了热力学过程中遵从的规律，既相互独立，又相互补充，共同构成了热力学知识的理论基础,; http:/ 杏彩注册 joq846fhk 烛龙身上的粘液，然后我们四处看了看却没有发现烛龙的痕
10、迹，相传烛龙是生活在很深的地底下的，而且身体特别庞大，怎么会在这里会有烛龙的痕迹，我看着四周虽然四周很大，但绝对容纳不了烛龙。正在迷惑之际看到白颜在一个角落里蹲着看着什么，我走过去说：“你发现了什么吗？”他说：“这里不仅有烛龙的粘液还有九尾的狐的血，看来在这个房间里还隐藏着另外一个世界。”听他这样说我脑海里出现了哆啦A梦的任意门，然后我就摸着墙壁，想要找出那个任意门，白颜说：“你在干嘛呢。”我说：“我在找任意门呢。”白颜没好气地说：“啥任意门，你脑子能好使点吗，不知道脑子里装的是啥。”我无奈地说：“不是你说的吗，这里有另外一个世界。”山神说：“看来我们弄错了，我们进入的入口错了，不是这里。”我
11、说：“不是这里，难道是从窗子进来吗？”山神说：“当然不是，一半是光一半是雨，就是要在有光又有雨的地方进入，你想想看，在哪里可以同时遇见”我明白了说：“就是那颗有天珠的地方，那里才是真正的入口”。山神点点头表示同意说：“总算开窍了，我们也得抓紧了，那颗天珠快消失了。”说着。白颜拉着我又是一瞬间我们就这样出现在了外面。古宅的外表看起来还是在融化，我们从天珠下面进入，应该是白颜拉着我强行钻入，感觉整个人都被撕扯着很不好受，刚到地面，那颗天珠就掉了下来，正好滚到了我的脚边，我拿了起来，还微微有些发烫，这时我清晰地看到了上面的花纹，上面的有雕刻了九颗眼睛其余的是四边形和三角形的花纹。白颜说：“这是天珠里
12、面的极品叫九眼天珠，传说拥有它的人可以与万物沟通，帮助他们渡劫，完成最重要的修炼，那人可以穿过世界的任何角落并知晓世界所有的秘密。”我说：“这么神奇，真的假的，那我岂不是现在很厉害。”白颜说：“我也不知道，这毕竟只是传说，很多道行很深的妖怪也不知道究竟是真是假。”我把天珠放到口袋里，打量着四周，这里虽然比较暗，但依然何以看清这里的格局，这里是一个很小的屋子，四处都是墙壁，墙壁上雕刻了精美的图腾，是一只九尾狐，与东面走廊不同的是这条九尾狐呈腾飞状，四周云雾缭绕，第二幅是四周电闪雷鸣，九尾狐的尾巴被雷劈中，只剩下一条。看到这里，白颜说：“这是九尾狐渡劫失败的画面。”说完，白颜玄色衣服上的麒麟开始闪着红光，我似乎看到了麒麟从他的衣服上跑出来了，我的白汗一层一层的往外冒，然后白颜做到它的身上，把手伸向我，我第一次做麒麟啊，还没来得及做出过多的感叹，我们就来到了另外一个地方，一个很阴暗潮湿的地方，我们从麒麟身上下来，麒麟又回到了白颜的衣服上，这里还有一股霉味与血腥味，正在四处打量的时候周围突然亮了起来，一个女,
