高二物理热力学第二定律3

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吨，它的温度只要降 低，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，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)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 现象相联系的宏观过程具有方向性的自然 规律。 4热机的效率 (1)热机做的功W和它从热源吸收的热量Q1 的比值叫做热机的效率 (2)热机的效率不可能达到100(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 (2)按机械能与内能转化过程的方向性来表 述：不可能从单一热源吸收热量并把它全 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(四)能量耗散 1能量耗散：流散的内能无法重新收集起 来加以利用的现象叫做能量耗散 2能量耗散从能量转化的角度反映出自然 界中的宏观过程具有方向性五、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 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 知识的理论基础石器时代2.5 http:/www.shiqi.so/map/ 石器时代2.5 去演出，琵琶和古琴是她比较擅长的乐器，只要曲子新鲜能吸引人便可以。这是她在醉影楼的工作，因为同是晴穿会的成员，百蝶很照顾慕容 凌娢，给她的设定很矜持，每天晚上只用演奏一曲，而且还帮她谢绝了几个想要单独点她弹琴的人。其实这也算一种策略，让其他人觉得慕容 凌娢比较神秘，自然能吸引更多慕名而来的好奇之人。这天晚上，慕容凌娢像往常一样准时登台演出，有了之前的经验，她一点也不紧张了。 反正即使出现一些音不准的小差错，那些没听过原曲的人也绝对不会发觉。不得不说，百蝶的计划很成功，来过醉影楼的人都知道，这里有一 位带着面纱演出的歌伎，会唱许多新奇的曲子。更有传言说这位歌伎容貌可谓是沉鱼落雁，闭月羞花，只要看上一眼，便会为她深深着迷 这八成也是百蝶散布的谣言，虽然名不副其实，但消息传到慕容凌娢耳朵里，还是让她得瑟了好一会儿。“梨花飘落在你窗前，?画中伊人在闺 中怨。谁把思念轻描淡写，只想留足时间为你穿越，我停步白墙青瓦的屋檐，等你撑伞走过我身边。古镇上谁家的炊烟，在为我们酝酿当年的 月圆。一双鸳鸯戏在雨中那水面，就像思念苦里透着甜。我不问弱水三千几人能为我怨?，轮回百转只求陪你续前缘”这是慕容凌娢最喜欢 的歌曲之一，曲风细腻，作词也十分有意境。同时还是她的入坑曲，没有穿越之前，这首歌始终保存在手机里，尽管旧的曲子删了又删，新的 曲子翻了又翻，这首歌一直保持着它原有的地位。慕容凌娢觉得自己不是恋旧的人，该舍弃的旧东西绝不手软，手机里下载的歌曲绝对不会超 过20首，都是当下她最爱听的。可唯独这首曲子，她狠不下心删除“一曲琵琶弦断邂逅的古街，爱的桥段叫我怎么写，那弱水三千若能把 那今生湮灭，前世亏欠我愿等来生再还篆刻离别烟雨江南，你的美我不忍落款，牧笛吹皱岁月的脸，红尘笑看偏偏为你眷恋”(古风一 言)旧衣香，留了荀令，新曲误，顾了周郎。第052章 无以为报，来生再报。这是慕容凌娢最喜欢的歌曲之一，曲风细腻，作词也十分有意境。 同时还是她的入坑曲，没有穿越之前，这首歌始终保存在手机里，尽管旧的曲子删了又删，新的曲子翻了又翻，这首歌一直保持着它原有的地 位。慕容凌娢觉得自己不是恋旧的人，该舍弃的旧东西绝不手软，手机里下载的歌曲绝对不会超过二十首，都是当下她最爱听的。可唯独这首 曲子，她狠不下心删除“一曲琵琶弦断邂逅的古街，爱的桥段叫我怎么写，那弱水三千若能把那今生湮灭，前世亏欠我愿等来生再还 篆刻离别烟雨江南，你的美我不忍落款，牧笛吹皱岁月的脸，红尘笑看偏偏为你眷恋”一曲唱罢，慕容凌娢鞠躬后便准备回房。谁知刚一 走下