(课件)第3章 4 热力学第二定律-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019)

第三章　热力学定律 4．热力学第二定律 1 学习任务 1．通过对自然界中与热现象有关的宏观过程方向性的实例分析，了解归纳热力学第二定律的过程和方法。 2．能用热力学第二定律解释常见的不可逆过程，和自然界中的能量转化，转移以及方向性问题。 3．了解能量与能源的区别以及能源的有限性。 4．热力学第二定律 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 章末综合测评 关键能力·情境探究达成 01 知识点一　热力学第二定律 知识点二　第二类永动机不可能制成 知识点三　能源是有限的 4．热力学第二定律 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 章末综合测评 3 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_____物体传到_____物体。 (2)热传递的方向性 ①热量可以自发地由_____物体传给_____物体。 ②热量不能自发地由_____物体传给_____物体。 ③一切与热现象有关的宏观自然过程都是_________。 提醒：在表述中强调“自发”，就是不需要任何第三者介入就能发生。 知识点一　热力学第二定律 低温 高温 高温 低温 低温 高温 不可逆的 4．热力学第二定律 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 章末综合测评 2．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_____；第二个阶段是工作物质对外_____，把自己的内能变成_______。 ②热机的效率：热机输出的________与燃料产生的______的比值。用公式表示：η＝______。 化学能 内能 做功 机械能 机械功W 热量Q 4．热力学第二定律 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 章末综合测评 (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方向性)。 提醒：热力学第二定律的克劳修斯和开尔文表述是等价的。 完全变成功 4．热力学第二定律 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 章末综合测评 如图是热量在传递过程中的情景。 4．热力学第二定律 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 章末综合测评 【问题】 (1)在自然过程中热量是如何传递的？ (2)热量能否由温度低的物体传递给温度高的物体？ (3)空调和冰箱是如何传递热量的？ 提示：(1)热量由温度高的物体传递给温度低的物体，或由温度高的地方传递到温度低的地方。 (2)能。 (3)空调和冰箱可以通过电机做功，把热量从温度比较低的房间内或冰箱内传递到房间外或冰箱外。 4．热力学第二定律 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 章末综合测评 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。 4．热力学第二定律 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 章末综合测评 (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，绝不会自发地分开，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。 4．热力学第二定律 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 章末综合测评 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 (1)“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。 4．热力学第二定律 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 章末综合测评 (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