粤教版高二物理选修3-3第三章 第04节 热力学第二定律(共15张PPT)

第四节 热力学第二定律 高中物理选修3-3（粤教版）第三章 热力学基础 一.自然过程的方向◆ 事例1：通过初中的学习，我们已知道热量会自发从高温物体传到低温物体，直到两者温度相等。 问题1：生活中，热量有没有从低温物体传到高温物体的？有的话这种传导是自发进行的还是需要借助外界作用的？请举例说明。 说明：热传导具有方向性 事例2： 一个在水平地面上运动的物体，由于克服摩擦力做功，最后要停下来。在这个过程中，物体的动能全部转化成为内能，使物体和地面的温度升高。 一.自然过程的方向◆ 问题2：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? 一.自然过程的方向◆ 说明：机械能和内能的转化具有方向性 一.自然过程的方向◆ 事例3：气体的扩散：两种不同的气体可以自发的进入对方，最后成为一种均匀的混合气体 问题3：这均匀的混合气体，在不借助其它手段的情况下能否自发的分成(恢复)两种气体？ 说明：扩散现象具有方向性 一切与热现象有关的宏观自然过程都是具有方向性的(或者说是不可逆的）。 在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力学第二定律 共同特征： 大量事实告诉我们：凡是实际的过程，只要涉及热现象，如热传递、扩散、气体的膨胀、有摩擦的机械运动等某个过程可以自发进行，而逆过程则需要借助外界作用才能实现。 克劳修斯表述指明热传导过程的方向性。 与之相应的经验事实是，当两个不同温度的物体相互接触时，热量将由高温物体向低温物体传递，而不可能自发地由低温物体传到高温物体。如果借助制冷机，当然可以把热量由低温传递到高温，但要以外界做功为代价，也就是引起了其他变化。 （1）克劳修斯表述：热量不能自动地从低温物体传到高温物体. 或：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他的变化 二.热力学第二定律 （2）开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。 二.热力学第二定律 开尔文表述揭示机械能与内能转化方向性——机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能 热机是一种把内能转化为机械能的装置 气缸中的燃料燃烧,产生的热量Q1 气体膨胀推动活塞做功W 排出废气以及冷却系统把热量