课时3.4　热力学第二定律--2021-2022学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019选择性必修第三册）

第三章　热力学定律 课时3.4　热力学第二定律 1. 理解热力学第二定律的两种表述，以及两种表述的物理实质。 2. 能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移及宏观自然过程的方向性问题。 3. 了解什么是能量耗散和品质降低。 一、热力学第二定律 1．热力学第二定律的克劳修斯表述 (1)内容：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。即传热的过程具有方向性。 (2)传热的方向性 ①热量可以自发地由高温物体传给低温物体。 ②热量不能自发地由低温物体传给高温物体。 ③一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。 说明：在表述中强调“自发”，就是不需要任何第三者介入，就能发生。 2．热力学第二定律的另一种表述 (1)热机 ①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能。第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能。 ②热机的效率：热机输出的机械功W与燃料产生的热量Q的比值。用公式表示：η＝。 (2)开尔文表达 不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性) 注意：热力学第二定律的克劳修斯和开尔文表述是等价的。 二、能源是有限的 1．能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为内能，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象。 2．各种形式的能量向内能的转化，是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态的转化，是能够自动发生、全额发生的。 3．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有方向性。 4．能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量品质的降低，它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。 说明：虽然能量总量不会减少，但能源会逐步减少，因此能源是有限的资源。 基础过关练 题组一　对热力学第二定律的理解 1.关于能量的转化,下列说法中正确的是 (　　) A.满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行 B.不但能量的总量保持不变,而且能量的可利用性在逐步提高 C.空调机既能制热又能制冷,说明传热不存在方向性 D.热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化 2.下列说法正确的是 (　　) A.热量不可能从低温物体传到高温物体 B.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 C.自然界中的一切宏观过程都是具有可逆性的 D.改进热机的生产工艺