[中学联盟]广东省惠州市惠东县安墩中学粤教版高中物理选修3-3 3热力学基础 课件（2份）

第二、三节 能量守恒定律和热力学第二定律 zxxk 学法指导：阅读教材66-73页，思考回答以下问题，时间12分钟。 1.能量守恒定律的内容是什么？◆ 2.第一类永动机是怎样的机器？为什么说第一类永动机不可能造成？◆ 3.自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，判断以下说法是否正确。◆ （1）热量会自发地从高温物体传给低温物体； （2）内能会自发地全部转化为机械能; (3) 气体会自发地从容器中流出，使容器成为真空； 4.第二类永动机是怎样的机器？为什么说第二类永动机不可能造成？◆ 5.热力学第二定律的内容是什么？◆ 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变，这就是能量守恒定律 。 能量守恒定律◆ 1.第一类永动机.◆ 概念： 结果： 违背能量守恒定律 不消耗能量的机器 无一例外地归于失败 原因： 结论1. 热量自动地由高温物体向低温物体传递的过程是不可逆的。 结论2. 扩散现象进行是有方向的,过程是不可逆的。 结论3. 机械能可以自动全部转化为内能，但内能却不能自动全部转化为机械能。通过摩擦而使机械能转变为内能的过程是不可逆的。 结论4. 气体膨胀(绝热自由膨胀)的过程是不可逆的。 一.自然过程的方向◆ 结论：无数事实告诉我们：凡是实际的过程，只要涉及热现象，如热传递、气体的膨胀、扩散、有摩擦的机械运动都有特定方向。也就是说，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。 第二类永动机◆ 1.第二类永动机：人们把想象中能够从单一热源吸收热量，全部用来做功而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机。 2.第二类永动机不可能制成！表示机械能和内能的转化过程具有方向性．尽管机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化成机械能，同时不引起其他变化． 3.第一类永动机和第二类永动机 它们都不可能制成，第一类永动机的设想违反了能量守恒定律；第二类永动机的设想虽不违反能量守恒定律，但违背了跟热现象相联系的宏观自然过程具有方向性的规律（热力学第二定律）。 热力学第二定律的另一种表述就是：第二类永动机不可能制成。 克劳修斯表述指明热传导过程是不可逆的。 与之相应的经验事实是，当两个不同温度的物体相互接触时，热量将由高温物体向低温物体传递，而不可能自发地由低温物体传到高温物体。如果借助制冷机，当然可以把热量由低温传递到高温，但要以外界作功为代价，也就是引起了其他变化。 （1）克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体. 二.热力学第二定律 例如，利用热机循环，吸热可对外作出功来．但实际热机的循环除了热变功外，还必定有一定的热量从高温热源传给低温热源，即产生了其它效果 热全部变为功的过程也是有的，如，理想气体等温膨胀。但在这一过程中除了气体从单一热源吸热完全变为功外，还引起了其它变化，即过程结束时，气体的体积增大了。 （2）开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。 二.热力学第二定律 开尔文表述揭示机械能与内能转化方向性——机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能 组卷网 当堂测试 1.（双选）下列说法正确的是 ( ) A．在自然条件下，热传递的过程是不可逆的 B．热量不可能由高温物体传递给低温物体 C．气体的扩散过程具有方向性 D．一切形式能量转化都不具有方向性 AC 2. （双选）根据热力学第二定律，可知下列说法中正确的是（ ） A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化 B．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其它的变化的热机是可实现的 C．致冷系统能将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中而不引起其它变化 D．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 AD 3.根据热力学定律和分子动理论，可知下列说法中正确的是（ 　） A．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其它变化 B．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的 C．分子间的作用力总是随分子间的距离增大而减小 D．温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大 B 4.第二类永动机不可以制成，是因为[ ] A. 违背了能量的守恒定律 B．热量总是从高温物体传递到低温物体 C．机械能不能全部转变为内能 D．内能