《熱力學第二定律》 參考課件

第三章熱力學定律3.4熱力學第二定律核心素養(yǎng)目標1.通過對自然界中與熱現(xiàn)象有關的宏觀過程的方向性的實例分析，了解歸納熱力學第二定律的過程和方法2.能用熱力學第二定律解釋常見的不可逆過程，即自然界中的能量轉化、轉移以及方向性的問題3.了解能量與能量的區(qū)別以及能源的有限性問題引入顏料在水中擴散后能否自發(fā)地重新聚集在一起，二其余部分又變成清水嗎？一、熱力學第二定律物體間的傳熱、氣體膨脹、擴散、有摩擦的機械運動……都有特定的方向性。這些過程可以自發(fā)地朝某個方向進行。例如熱由高溫物體傳向低溫物體，而相反的過程，即使不違背能量守恒定律，也不會自發(fā)地進行。一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都是不可逆的。1、克勞修斯表述熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。如何理解表述中的“自發(fā)”二字？自發(fā)”二字是指：當兩個物體接觸時，不需要任何第三者的介入、不會對任何第三者產生任何影響，熱量就能從一個物體傳向另一個物體。思考與討論電冰箱通過后箱內溫度低于箱外溫度，并且還會繼續(xù)降溫，直至達到設定的溫度。顯然這是熱量從低溫物體傳到了高溫物體。這一現(xiàn)象是否違背熱力學第二定律？電冰箱實例分析1.向壓縮機供電：熱量從外向內搬運2.停止向壓縮機供電：熱量從內向外搬運熱力學第二定律的開爾文表述不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產生其他影響。思考與討論在水平地面上滾動的足球，摩擦力做負功，其動能轉化為內能，最終停了下來，同時產生的熱量散失在周圍的環(huán)境中。會不會有這樣的現(xiàn)象：靜止的足球、地面和周圍的空氣自發(fā)地降低溫度釋放內能，并將釋放出的內能全部轉化為足球的動能，讓足球又滾動起來？機械能可以全部轉化成內能，但這個過程是不可逆的。可以證明，熱力學第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述是等價的。三、能源是有限的1.能量耗散所謂能量耗散是指在能量轉化過程中無法把流散的能量重新收集、重新加以利用.2.能源高品質的容易利用的儲能物質，例如石油、天然氣、煤等。能源的使用過程中，雖然能的總量保持守恒，但能量的品質下降了。例題1關于能量和能源，下列說法正確的是（）A．人類在不斷地開發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造B．在能源的利用過程中，由于能量在數(shù)量上并未減少，所以不需要節(jié)約能源C．自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性D．能量耗散現(xiàn)象說明：在能量轉化的過程中，雖然能的總量并不減少，但能量品質提升了C例題2（多選）對于熱力學定律，下列說法正確的是（）A．第一類永動機不可能實現(xiàn)，因為違背了能量守恒定律B．熱力學第一定律指出，不可能達到絕對零度C．熱力學第一定律指出，一個熱力學系統(tǒng)的內能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做功的和D．熱力學第二定律指出，不能從單一熱源吸熱全部用來對外做功而不產生其他影響ACD例題3（多選）關于熱力學第二定律，下列說法正確的是（）A．一定質量的理想氣體在等溫膨脹過程中吸收的熱量等于對外做的功，并不違反熱力學第二定律B．空調既能制熱也能制冷，說明熱量能夠從低溫物體傳到高溫