第3章 第4节 热力学第二定律(课件PPT)-【优化指导】2020-2021学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版)

热力学定律 第三章 第4节　热力学第二定律 返回导航 第三章　热力学定律 物理 选择性必修 第三册 R 课程内容要求 核心素养提炼 1．知道热现象发生过程的方向性，掌握热力学第二定律的两种描述并理解其物理意义． 2．了解“能量耗散”和节约能源的意义. 1．物理观念：热力学第二定律两种表述． 2．科学思维：两种表述的物理意义及等价性． 3．科学态度与责任：能源在社会发展中的地位和节约能源的意义. 栏目索引 教材知识 梳理 知识方法 探究 随堂达标 训练 返回导航 第三章　热力学定律 物理 选择性必修 第三册 R 1．热现象的方向性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是_________的． 2．克劳修斯表述 热量不能自发地从_______物体传到_______物体，这就是热力学第二定律的克劳修斯表述，阐述的是热传递的_________. 3．开尔文表述 不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成_____，而不产生其他影响．(即机械能与内能转化具有方向性) 一、热力学第二定律 不可逆　 低温　 高温　 方向性　 功　 教材知识 梳理 返回导航 第三章　热力学定律 物理 选择性必修 第三册 R 4．对热力学第二定律的理解 热力学第二定律的两种表述是_________，也可以表述为：气体向真空的自由膨胀是___________. 5．拓展学习：熵与熵增加原理 (1)熵：用来表述一个系统的___________，系统从有序向无序的发展过程中熵在_______. (2)熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵___________. [判断] (1)热现象宏观自然过程都是可逆的． (　　) (2)热量不可能从低温物体传到高温物体． (　　) (3)热机工作时，热量不可能完全转化为机械能． (　　) 等价的　 不可逆的　 无序程度　 增加　 不会减小　 ×　 ×　 √　 返回导航 第三章　热力学定律 物理 选择性必修 第三册 R 1．能量耗散：我们使用的能源最后都转化成了_______，分散到环境中无法重新收集起来加以利用，这样的过程叫作“能量耗散”． 2．能量耗散虽然不会导致能量总量的_______，却会导致能量品质的_______，实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式． [思考]　既然能量守恒．为什么还要节约能源？ 提示　人们在使用能源的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能．虽然能量不会减少，但能源会越来越少，所以要节约能源． 二、能源是有限的 内能　 减少　 降低　 返回导航 第三章　热力学定律 物理 选择性必修 第三册 R 如图是热机工作时的能流分配图，从该图可以看出热力学第二定律的意义是什么？ 提示　说明热机在工作时，不仅要从一个热库吸热，而且一定会向另一个热库放热，热量不可能完全变成功而不产生其他影响． 探究点一　对热力学第二定律的理解 知识方法 探究 返回导航 第三章　热力学定律 物理 选择性必修 第三册 R 1．在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不可能”、“不产生其他影响”的含义 (1)“自发地”是指热量从高温物体“自发地”传给低温物体的方向性．在传递过程中不会对其他物体产生影响或不需借助其他物体提供能量等． (2)关于“不可能”：实际上热机或制冷机系统循环终了时，除了从单一热库吸收热量对外做功，以及热量从低温热库传到高温热库以外，过程所产生的其他一切影响，不论用任何曲折复杂的办法都不可能加以消除． (3)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等． 返回导航 第三章　热力学定律 物理 选择性必修 第三册 R 2．热力学第二定律的实质 热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性． 返回导航 第三章　热力学定律 物理 选择性必修 第三册 R (多选)如图为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是 (　　) A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能 C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律 D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律 返回导航 第三章　热力学定律 物理 选择性必修 第三册 R 答案　BC　 解析　热力学第一定律适用于所有的热学过程，C正确，D错误；由热力学第二定律可知，A错误，B正确． 返回导航 第三章　热力学定律 物理 选择性必修 第三册 R