第3章 4 热力学第二定律（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（人教版2019）

4　热力学第二定律 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 学习目标要求 核心素养和关键能力 通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律。 1.核心素养 (1)传热、能量、热机、效率。 (2)理解热力学第二定律的两种表述。 (3)用热力学第二定律解释日常现象。 2.关键能力 类比学习的能力。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 一 热传导的方向性 凡是涉及热现象的实际过程都具有 的方向性，如物体间的传热、气体的膨胀、扩散、有摩擦的机械运动等过程均可以 地朝某个方向进行。而相反的过程，即使不违背能量守恒定律，我们也从未见到它们会自发地进行。即一切与热现象有关的宏观自然过程都是_______的。 特定 自发 不可逆 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 二 热力学第二定律的表述 1．克劳修斯表述：德国物理学家克劳修斯在1850年提出：热量不能自发地从 物体传到 物体。阐述的是传热的 。 2．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 。 低温 高温 方向性 完全变成功 方向性 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 三 能源是有限的 1．能量耗散：每天我们使用的能源最后都转化成了内能，能源消耗使得周围环境 。根据热力学第二定律，分散在环境中的内能不管数量多么巨大，它也只不过能使地球、大气稍稍变暖一点，却再也不能自动聚集起来驱动机器 了。这样的转化过程叫作“能量耗散”。 升温 做功 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 2．能源是有限的 (1)能源：具有高品质的容易利用的 ，如石油、天然气、煤等。 (2)能源有限：能源的使用过程中虽然能的总量守恒，但能量的 下降了。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。 储能物质 品质 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 自主评价——————————————————— 1．判断正误 (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。( ) × × √ 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 2．情景思考 热传导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”？ 提示：不能。“自发地”是指没有第三者影响，例如空调、冰箱等制冷机就是把热量从低温物体传到了高温物体，但是产生了其他影响，即外界做了功。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 热力学第二定律 制冷机是使热量从低温物体传到高温物体的装置，通过制冷机的工作可以使一定空间内的物体温度低于环境温度并维持低温状态。夏天，将房间内一台正在工作的电冰箱的门打开，试分析这是否可以降低室内的平均温度？为什么？ 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 提示：不会降低室内的平均温度。若将一台正在工作的电冰箱的门打开，尽管可以不断向室内释放冷气，但同时冰箱的箱体向室内散热，就整个房间来说，由于外界通过导线不断有能量输入，室内的平均温度会不断升高。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 1．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 (1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，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。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 (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，则构成系统的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作，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温度不同来发电。 (4)“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，不论用任何的办法都不可能加以消除。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第三册 2．热力学第二定律的实质 热力