3.4 热力学第二定律 课件 -2025-2026学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦热力学第二定律，系统涵盖热现象方向性、克劳修斯与开尔文表述、熵增原理、第二类永动机等核心知识。以“颜料扩散能否自发聚集”的生活实例导入，引导学生思考能量转化方向性，进而衔接定律表述、实质及应用，构建递进式学习支架。 其亮点在于融合生活情境与分层实践，通过“思考与讨论”激发科学探究的问题意识，“易错辨析”题（如纠正“热量不会从低温传高温”的迷思）培养科学思维的质疑创新，熵概念阐释深化能量观念。助力学生理解抽象规律，教师可依托结构化资源提升教学效率。

第三章 热力学定律 4　热力学第二定律 一滴黑色颜料滴进一杯清水中扩散，整杯水将均匀地变黑。从系统的角度来看， 扩散之前是一种状态，扩散后是另一种状态。那么，水中扩散后的颜料能否自发地重新聚集在一起，而其余部分又变成清水？这说明了什么？ 思考与讨论 不能，说明扩散有方向性。 能量的转化呢？ 基础知识 1.热现象的方向性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是 的，即与热现象有关的宏观自然过程有 性。 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。 不可逆 方向 自发 低 高 方向 基础知识 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 ；第二个阶段是工作物质对外 ，把自己的内能变成 。 ②热机用于做功的热量一定 它从高温热库吸收的热量，即W Q。 (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)。 小于 < 完全变成功 化学能 内能 做功 机械能 基础知识 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。 5.热力学第二定律的实质：揭示了宏观自然过程的 。 6.第二类永动机不能制成的原因是违背了 。 7.热力学第三定律：不可能把物体冷却到绝对零度（0K） 8.能量是 ，能源是 。 等价 方向性 热力学第二定律 守恒的 有限的 牛刀小试 1、易错辨析 (1)传热的方向性可以简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物体”(　　) (2)只要满足能量守恒定律的物理过程都能实现。(　　) (3)由热力学第二定律可知热量不可能从低温物体传到高温物体。 (　　) (4)不可能从单一热库吸收热量，使之全部变成功。(　　) × × × × 2、某校中学生参加某电视台“异想天开 ”节目的活动，他们提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是( ) A．制作一个装置从海水中吸收内能并全部用来做功 B．制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下 C．在房屋顶盖上安装太阳能板，可以用太阳能来解决照明和热水问题 D．汽车尾气中的各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝 牛刀小试 C 3、根据热力学定律和分子动理论，可知下列说法正确的是( ) A．不管科技如何进步， 绝对零度都不能达到 B．为了增加物体的内能，必须给物体传递热量 C．空气压缩到一定程度很难再压缩是因为分子间只存在斥力 D．可以利用高科技手段，将散失到环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化 牛刀小试 A 4、下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有　　，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有____。  A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热 B.冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低 C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响 D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内 牛刀小试 B C 基本知识 熵 熵用于描述系统的混乱程度 熵增原理： 一个孤立系统总是自发地向无序方向发展，即熵总 是不减少的 所有自发的热过程都是从有序变为无序 $$