3.3 热力学第二定律 课件-2024-2025学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册

高中物理选择性必修三 第三章 热力学定律 第三节 热力学第二定律 一、新课引入 第一类永动机违背了 . 能量守恒定律 能量守恒定律 内容：能量既不会＿＿＿＿，也不会＿＿＿＿， 它只能从一种形式＿＿为另一种形式，或者从一个物体＿＿到别的物体，在转化或转移的过程中其总量＿＿＿＿。 凭空产生 凭空消失 转化 转移 保持不变 【思考】 将一块烧红的铁块投入冷水中，会发生什么现象？ 会不会出现铁块温度更高，水的温度更低的情况？ 二、热传导的方向性 1、热传导的方向性： 热量从高温物体向低温物体的热传到过程是自发进行的。 2、要使热量从低温物体传递给高温物体，则必须借助外界的作用。 三、机械能和内能转化的方向性 情境：一个在水平地面上运动的物体，由于克服摩擦力做功，最后要停下来。 【思考问题】 （1）此过程的能量转化情况是怎样的？ （2）能不能看到这样的现象： 一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来。 动能→内能 三、机械能和内能转化的方向性 1、机械能和内能的转化过程是有方向性的； 2、机械能可以全部转化为内能，内能却无法全部用来做功以转化为机械能，而不产生其他影响。 3、第二类永动机：从单一热源吸收热量并全部用来做功，把它得到的内能全部转化为机械能，热机效率达到100%，这种想象中的热机被称为第二类永动机。 三、机械能和内能转化的方向性 三、机械能和内能转化的方向性 根据气体实验定律，如果气体进行等温膨胀，即气体温度不变，体积增大，则气体压强应减小，而从图中可知，该气体压强是恒定的。显然该气体是不可能进行等温膨胀的。事实上，该过程是一个等压膨胀的过程，气体压强不变，体积增大，温度升高，内能增大，气体吸收的热量不可能百分之百对外做功。 【思考问题】 如图所示,容器A中装有气体,容器B是真空,打开阀门K,容器A中的气体会自发地向B中膨胀,最后两个容器都充满气体. 会不会气体自发地从容器B流向容器A,最后使容器B恢复成真空呢? 四、扩散的方向性 五、热力学第二定律 1、自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性。 2、热力学第二定律是反应不同的宏观过程的方向性的定律。 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，或者说，不可能使热量由低温物体传递到高温物体。 开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不产生其他影响。 六、课堂练习 C 例1 下列过程中可能发生的是(　　) A.某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响 B.打开一高压密闭容器，其内气体自发逸出后又自发跑进去，恢复原状 C.利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高 D.将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开 六、课堂练习 例2 (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% AC 六、课堂练习 D 例3 关于两类永动机和热力学两大定律，下列说法正确的是(　　) A.第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律 B.第一类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律 C.由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能 D.由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热库吸收热量完全变成功也是可能的 $$