3.3热力学第二定律（备课件）【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（鲁科版2019选择性必修第三册）

鲁科版2019 选择性必修3 第3节 热力学第二定律 第三章 热力学定律 一、可逆过程与不可逆过程 一杯开水放在空气中，温度会逐渐降低，最后与室温相同。 但如果要让己冷却的水温度升高，就必须给它加热，消耗外界的能量。 自然界中与热现象有关的宏观过程不可能自动地逆向进行。要使它们逆向进行，就必须由外界对它们施加影响。 众多现象表明： 一、可逆过程与不可逆过程 可逆过程 一个系统由某一状态出发，经过某一过程到达另一状态，如果存在另一过程，它能使系统和外界完全复原，即系统回到原来的状态，同时消除原来过程对外界的一切影响，则原来的过程称为可逆过程。 不可逆过程 如果用任何方法都不能使系统和外界完全复原，则原来的过程称为不可逆过程 覆水难收、破镜难圆。水从高山流到河谷，不可能自动地流回高处；一滴墨水滴入一杯清水，最终会均匀地扩散开来，不可能再自动地凝成一滴墨水。 一、可逆过程与不可逆过程 热量可自发地由高温物体传给低温物体，或者由物体的高温部分传给低温部分。但是，从未发现过热量自发地由低温物体传给高温物体，或由物体的低温部分传给高温部分，尽管这样的过程并不违背热力学第一定律。 热传递是不可逆过程，具有方向性。 一、可逆过程与不可逆过程 转动着的飞轮在撤除动力后，会因摩擦而逐渐停下来。在这一过程中，机械能转化为内能，轴和飞轮的温度升高。而相反的过程（即轴和飞轮自动地冷却，内能重新转变为机械能而使飞轮转起来）却不会发生，尽管它并不违背热力学第一定律。 一、可逆过程与不可逆过程 在焦耳的叶轮搅水实验中，重物可自动下落，使叶轮在水中转动，与水相互摩擦使水温上升，这是机械能转化为内能的过程。与此相反的过程，即水温自动降低，产生水流，推动叶轮转动，带动重物上升的过程是不可能发生的，尽管这样的过程不违背热力学第一定律。 功热转化这一热现象是不可逆的，具有方向性。 热传递是内能的转移过程 功热转化是内能的转化过程 过程不可逆 一、可逆过程与不可逆过程 凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性。 7 二、热力学第二定律 为了阐明自然过程发生的方向，在大量研究的基础上，克劳修斯和开尔文分别提出了热力学第二定律的两种表述： 克劳修斯 不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。 1、克劳修斯表述：