第04节热力学第二定律.ppt

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1、地球上有大量的海水，它的总质量约为1.4×1018t,如果把这些海水的温度降低0.1oC,将要放出多少焦耳的热量？（已知海水的比热容为4.2×103J/(kg.oC)）有人曾设想把海洋作为热源，不断的从海洋吸取热量而做功，请大家讨论：该方案有没有违背能量守恒定律？该方案能实现吗？答案：Q=5.88×1023J热力学第二定律将一块烧红的铁块投入冷水中，会发生什么现象？铁块的温度降低，水的温度升高，最终两者温度相同。将烧红的铁块投入水中，结果会不会使铁块温度更高，水的温度更低？电冰箱的内部温度比外部温度低，为什

2、么致冷系统还能不断地把箱内热量传给外界的空气？因为电冰箱消耗了电能，对制冷系统做了功，一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了。相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度逐渐升高。热传导的过程具有方向性的，热量只能自发的从高温物体传到低温物体。热传导的方向热量不可能自发的从低温物体传到高温物体。克劳修斯表述克劳修斯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。热力学第二定律讨论与交流：如何理解“自发”与“不引起其他变化”？贮藏的食品大气电冰箱热量电源做功热量一个在水平地面上运动的物

3、体，由于克服摩擦力做功，最后要停下来。在这个过程中，物体的动能转化成为内能，使物体和地面的温度升高。我们能不能看到这样的现象：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来。热机是一种把内能转化为机械能的装置。1、气缸中的气体得到燃料燃烧时产生的热量Q1；2、气体推动活塞做功W；3、排出废气，把热量Q2散发到大气中；4、由能量守恒定律可得：Q1=W+Q2；5、热机的效率：。热机讨论与交流：热机的效率能达到100%吗？历史上曾经有人设想制造一种热机，这种热机可以从单一热源

4、吸热全部用来做功，而不引起其他变化，把他的内能全部转化为机械能，热机的效率达到100%，这种想象中的热机称为第二类永动机。第二类永动机是不可能制成的。机械能与内能转化的过程具有方向性的，机械能可以自发的全部转化为内能，但内能不能自发的全部转化为机械能。机械能与内能转化的方向不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。开尔文表述开尔文热力学第二定律讨论与交流：理想气体等温膨胀时，从单一热源吸收热量全部转化为对外所做的功，这个过程是否违反了热力学第二定律？该过程没有违背热力学第二定律，因为该过

5、程引起了其他变化——气体体积变大。T=常数恒温热源吸热QT巩固练习：1、下列说法中正确的是　（）A、热量可以自发地从低温物体传给高温物体B、内能不能转化为动能C、摩擦生热是动能向内能的转化D、热机的效率最多可以达到100％答案：C2、关于第二类永动机，下列说法中正确的是（）A.它既不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律B.它既违反了热力学第一定律，也违反了热力学第二定律C.它不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律D.它只违反热力学第一定律，不违反热力学第二定律答案：C气体扩散具有方向性。思考：从瓶

6、中冲出去的气体能不能自动回到瓶中，使瓶中气体的压强达到膨胀前的压强。气体膨胀具有方向性。热传导、气体的扩散、气体的膨胀、机械能与内能的转化都具有特定的方向，即：一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性。热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的规律。