高中物理 24《熱力學(xué)第二定律》精品課件 新人教選修12

1、2021/8/11 星期三12.4熱力學(xué)第二定律2021/8/11 星期三2教學(xué)目標(biāo) 知識與能力： 1、了解某些熱學(xué)過程的方向性；2、了解什么是第二類永動(dòng)機(jī)，為什么第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成；3、了解熱力學(xué)第二定律的兩種表述，理解熱力學(xué)第二定律的物理實(shí)質(zhì)；4、知道什么是能量耗散；5、知道什么是熱力學(xué)第三定律。教學(xué)重點(diǎn)：1、熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)，定律的兩種不同表述；2、知道什么是第二類永動(dòng)機(jī)，以及它不能制成的原因教學(xué)難點(diǎn)：熱力學(xué)第二定律的物理實(shí)質(zhì)教具：擴(kuò)散裝置2021/8/11 星期三3地球上有大量的海水，它的總質(zhì)量約為1.41018t， 只要這些海水的溫度降低0.10C，就能放出5.81023J的

2、熱量，這相當(dāng)于1800萬個(gè)核電站一年的發(fā)電量。?2021/8/11 星期三4 將一塊燒紅的鐵塊投入冷水中，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？ 鐵塊的溫度降低，水的溫度升高，最終兩者溫度相同2021/8/11 星期三5 將燒紅的鐵塊投入水中，結(jié)果鐵塊溫度更高，水的溫度更低。？2021/8/11 星期三6 電冰箱的內(nèi)部溫度比外部溫度低，為什么致冷系統(tǒng)還能不斷地把箱內(nèi)熱量傳給外界的空氣？2021/8/11 星期三7 因?yàn)殡姳湎牧穗娔埽瑢χ评湎到y(tǒng)做了功，一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內(nèi)部的熱量傳給外界的空氣了相反，外界的熱量會(huì)自發(fā)地傳給電冰箱，使其溫度逐漸升高 2021/8/11 星期三8貯藏的食品大氣電冰箱制冷系

3、統(tǒng)熱量熱量電源做功2021/8/11 星期三9 熱傳導(dǎo)的過程是有方向性的，這個(gè)過程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行，但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行。 要實(shí)現(xiàn)相反方向的過程，必須借助外界的幫助，因而產(chǎn)生其它影響或引起其它變化。熱傳導(dǎo)的方向性2021/8/11 星期三10 一個(gè)在水平地面上的物體，由于克服摩擦力做功，最后要停下來。在這個(gè)過程中，物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能，使物體和地面的溫度升高。2021/8/11 星期三11？降溫 我們能不能看到這樣的現(xiàn)象：一個(gè)放在水平地面上的物體，靠降低溫度，可以把內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)起來2021/8/11 星期三12？ 有人提出這樣一種設(shè)想，發(fā)明一種熱機(jī)

4、，用它把物體與地面摩擦所生的熱量都吸收過來并對物體做功，將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使因摩擦停止運(yùn)動(dòng)的物體在地面上重新運(yùn)動(dòng)起來，而不引起其它變化 2021/8/11 星期三13 熱機(jī)是一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置氣缸中的氣體得到燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量Q1推動(dòng)活塞做功W排出廢氣，同時(shí)把熱量Q2散發(fā)到大氣中。Q1=W+Q2熱機(jī)效率=W/Q12021/8/11 星期三14熱源冷凝器吸熱Q1放熱Q2熱機(jī)做功2021/8/11 星期三15 機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性。機(jī)械能 內(nèi)能機(jī)械能 內(nèi)能2021/8/11 星期三16 打開閥門，容器A中的氣體會(huì)自發(fā)地向容器B中膨脹。最后兩容器都充滿氣體。打開閥門 容器

5、B中的氣體能否自發(fā)地流入容器A,使B中成為真空?2021/8/11 星期三17熱源吸熱Q1熱機(jī)做功第二類永動(dòng)機(jī)冷凝器？2021/8/11 星期三18不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其它變化。不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其它變化。熱力學(xué)第二定律2021/8/11 星期三191，按熱傳遞的方向性來表述2，是按機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向來表述。兩種表述的實(shí)質(zhì)2021/8/11 星期三20能量耗散2021/8/11 星期三21 自然界中的宏觀過程具有方向性，能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出2021/8/11 星期三22水流的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成了內(nèi)能，這些內(nèi)能最終流散到我們

6、沒有辦法把這些流散的內(nèi)能這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。2021/8/11 星期三23電能在燈泡中轉(zhuǎn)變成光能光被墻壁吸收后能否把這些內(nèi)能2021/8/11 星期三24火爐把屋子烤暖，這時(shí)高溫物體的內(nèi)能能否把這些散失的能量重新收集到火爐中2021/8/11 星期三25 宇宙中存在著溫度的下限：-273.150C。以這個(gè)下限為起點(diǎn)的溫度叫熱力學(xué)溫度，用T表示，單位是開爾文，符號是K。T=t+273.15K2021/8/11 星期三26氫彈爆炸中心108K實(shí)驗(yàn)室已獲得的最高溫度6107K太陽中心1.5107K地球中心4103K乙炔火焰2.9103K金的凝固點(diǎn)1337.33K錫的凝固點(diǎn)505. 078K月球的向陽面4102K地球上出現(xiàn)的最高溫度331K地球上出現(xiàn)的最低溫度185K月球的背陰面90K氮的沸點(diǎn)77K氦的沸點(diǎn)4.2K星際空間2.7K實(shí)驗(yàn)室已獲得的最低溫度2.410-11K一些實(shí)際的溫度值2021/8/11 星期三27熱力學(xué)零度不可達(dá)到