第04节热力学第二定律.pptx

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1、热力学第二定律粤教版选修3-3第三章第四节广州市第一中学物理科李文海回顾：热力学第一定律能量守恒第一类永动机地球上海水总质量达1.4X1021kg，如果制造一种机器，把这些海水降低1oC，放出的热量9X1018kW·h，利用这台机器来发电，就可以解决能源危机了。假如现在有一壶60oC的热水请你猜想一下如何来做这样一个机器。这样做会违反能量守恒定律吗？有一缸50oC的理想气体（带无摩擦活塞）理想气体吸热膨胀推动活塞对外做功前提条件这是热力学第二定律的第一种表述它表明按热传递的自发方向性，高温低温热量会自发

2、的从高温物体传到低温物体，但不可能使热量自发从低温物体传到高温物体．即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．请你尝试运用分子动理论来解释电冰箱为什么可以让物品的温度不断降低，且低于室温？低温高温放热，需要消耗额外的能量，驱动制冷压缩机做功。不能自发进行地球上海水总质量达1.4X1021kg，如果制造一种机器，把这些海水降低1oC，放出的热量9X1018kW·h，利用这台机器来发电，就可以解决能源危机了。能否制作一个可以直接把内能转化为机械能的装置？高温热库Q1对外做功热机W①热机：是一种把内能

3、转化为机械能的装置。(内燃机是热机的其中一种）②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低温热库Q2热力学第二定律的第二种表述：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．它说明了机械能与内能转化过程的方向性且效率取决于高低热库的温度③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。高温热库低温热库Q1制冷

4、机吸热Q2对外做功W驱动制冷机热机制冷机放热W+Q2假如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．低温向高温放热Q2不可能！！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．(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．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．地球上海水总质量达1.4X1021kg，如果制造一

5、种机器，把这些海水降低1oC，放出的热量9X1018kW·h，利用这台机器来发电，就可以解决能源危机了。违反了热力学第二定律这样做会违反能量守恒定律吗？——第二类永动机思考: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?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

6、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．CD[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D[例3]下列哪些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。ABCD小结热力学第二定律的建立对热力学第二定律的理解