3.4热力学第二定律-2022-2023学年高二物理备课必备讲义（人教2019选择性必修第三册 ）

。学利回 学神网原创精品，让你的学司土豪起华！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 第三章 热力学定律 第4节热力学第二定律 【核心素养目标】 物理观念 通过自然界中客观过程的方向性，了解热力学第二定律 科学思维 了解热力学第二定律的两种不同表述，以及两种表述的物理实 质 科学探究 能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及宏 观自然过程的方向性问题.认识能量耗散，知道能源是有限的. 通过热力学第二定律知识应用的实例，感受物理中科学技术与 科学态度与责任 社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生 的学习动力和科学意识。 知识点一对热力学第二定律的理解 【情境导入】 1.传热的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物体”？ 2.如图所示是制冷机和热机的工作过程示意图，通过此图思考以下问题： 高温热库 高温热库 制冷机 热机 10. N 低温热库 低温热库 (①)制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗？ (②)热机工作时能否将从高温热库吸收的热量全部用来做功？ 【知识梳理】 1.定义：在物理学中，反映宏观自然过程的性的定律. 2.热力学第二定律的克劳修斯表述： 热量不能地从温物体传到温物体.阐述的是传热的性。 3.热力学第二定律的开尔文表述： (1)热机 ①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的变成工作物质的。一；第二个阶 段是工作物质对外，把自己的内能变成一· ②热机用于做功的热量一定它从高温热库吸收的热量，即WQ (2)热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之，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) 4.热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是（选填“等价”或“不等价”）的. 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 。学利网 学科网原创精品，让你的学司土豪起华！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 【重难诠释】 1.自然过程的方向性 (1)热传导具有方向性 两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发 地将热量传给高温物体，要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其 他影响或引起其他变化： (②)气体的扩散现象具有方向性 两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，决不会 自发地分开，成为两种不同的气体 (③)机械能和内能的转化过程具有方向性 物体在地面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在 地面上重新运动起来， (4)气体向真空膨胀具有方向性 气体可自发地向真空容器内膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，使容器内变为真空， 2.在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”“单一热库”“不可能”的含义 ()“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 生影响或借助其他物体提供能量等.。 (2)“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， (3)“单一热库”：指温度均匀并且恒定不变的系统.若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定， 则构成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之闻工作，从而可以对外做功.据报道，有些国家 已在研究利用海水上下层温度不同来发电 (4)“不可能”：实际上热机或制冷机系统循环时，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，不论用任何的办法都不可能加以消除， 特别提醒(1)热力学第二定律的两种表述是等价的， (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. 【典例精析】 例1.（多选）根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是() A.不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 B.没有冷凝器，只有单一的热库，能将从单一热库吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的 热机是可以实现的 C,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 D.如果没有摩擦、漏气等，热机效率可以达到100% 2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 。学利网 学科网原创精品，让你的学司土豪起华！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 【规律方法】 1.一切物理过程均遵循能量守恒定律，但遵循能量守恒定律的物理过程不一定均能实现. 2.热力学第二定律的两种表述分别对应着一种“不可能”，但都有一个前提条件“自发地”或“不 产生其他影响”，如