2019-2020学年高二下学期物理粤教版选修3-3课件：3.4热力学第二定律

3.4热力学第二定律 热传递（转移） 1.将一块冰块投入热水中，会发生什么现象？ 思考：①该过程是否符合能量守恒？ ②该过程能否实现自发的逆过程？ 满足能量守恒的过程不一定都能发生 结论：热量可以自发地从高温物体传到低温物体。 不可逆 高温物体 低温物体 自发 自发 × 方向性 热传递的方向性 热传递的过程是有方向性的，热量可以自发地从高温物体向低温物体传递。 思考：如何实现热量从低温物体传给高温物体？ 1.接通电源，冰箱消耗电能，使得压缩机工作，氟利昂不断液化、汽化。 2.断开电源，冰箱停止工作，外界热量又会自发地传给冰箱。 借助外界的做功 热力学第二定律的克劳修斯表述 自发：发生热传递的两个物体不需要外界帮助，也不需要外界环境变化。 高温物体 低温物体 自发（方向性） 外界做功； 外界环境变化 自发 × 低温物体 高温物体 热力学第二定律：热量不能自动地从低温物体传递到高温物体； 或者：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。 做功（转换） 1.汽车刹车，由于克服摩擦力做功，最后停下。 思考：①该过程能量如何转换？ ②能否靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来？ 满足能量守恒的过程不一定都能发生 结论：机械能和内能的转换也具有方向性。 机械能 内能 × 不可逆 自发 热机 热机是一种把内能转化为机械能的装置 气缸中的气体得到燃料燃烧时产生的热量Q1 推动活塞做功W 排出废气，同时把热量Q2散发到大气中。 Q1=W+Q2 热机效率η=W/Q1<100% 热机 高温热源Q1 低温热源Q2 W 高温热源（汽缸）Q1 低温热源（大气）Q2 W 第二类永动机：从单一热源吸热全部用来做功，而不引起其他变化的热机。 失败 在不产生其他影响的条件下， ‘热’不能全部变为‘功’ 热力学第二定律的开尔文表述 热力学第二定律：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。 思考：等温膨胀过程的热量Q、功W、内能变化如何。 是否违反“热二”？ “热二”并没有禁止“热”“功”完全转化。 两种表述的实质 克劳修斯表述则说明热传导过程的不可逆性; 开尔文表述实质说明功变热过程的不可逆性; 两种表述是等价的。可用反证法证明。 热力学第二定律的微观实质 冷 热 等 温 有序 无序 1.热传导过程是使物体内部分子的热运动由比较有序的状态向无序的