3.4 热力学第二定律(课时1) 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦热力学第二定律，涵盖热传递方向性、克劳修斯与开尔文表述、第二类永动机及能量耗散等核心知识点。课堂导入通过“探究1”设问热现象逆过程自发性，结合“自发过程”定义，衔接热力学第一定律，构建知识脉络与学习支架。 其亮点在于以核心素养为导向，物理观念上强化能量观念（如能量耗散中高品质与低品质能量转化），科学思维上通过电冰箱制冷、热机工作原理等实例进行科学推理，结合6道例题巩固理解。采用问题驱动与实例分析的教学方法，帮助学生突破抽象概念，教师使用可提升教学效率与学生学习兴趣。

高中物理 选必3 第三章 热力学定律 第四节 热力学第二定律 14 十二月 2025 热传递和宏观热现象的方向性 热力学第二定律第一种(克劳修斯)表述 热力学第二定律第二种(开尔文)表述 第二类永动机不可能制成 第四节 热力学第二定律 热传导、宏观热现象的方向性 探究1：热现象逆过程可以自发地发生？ 自发过程： 是指没有任何外界的影响或帮助； 热现象的宏观过程具有方向性： 自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性； 4 热传导的过程具有方向性： 热传导的过程可以向一个方向自发地进行； ①热量能够自发地（不借助外界影响）从高温物体传给低温物体； ②热量不能自发地（不借助外界影响）从低温物体传给高温物体， 必须借助外界的帮助才能进行； 5 第四节 热力学第二定律 热力学第二定律 1、热力学第二定律的第一种表述： 热量不能自发地从低温物体传到高温物体； 是按照热传递的方向性来表述的，也叫克劳修斯表述； 克劳修斯表述实质： 热传递过程是不可逆的； 克劳修斯表述的理解： ①热量不能自发地从低温物体传向高温物体； ②要将热量从低温物体传向高温物体，必须有外界的影响和帮助→ 需要外界对其做功才能完成； 实例：电冰箱制冷 要将热量从低温物体传向高温物体，必须有外界的影响和帮助（有外界对其做功）才能完成； 如： 电冰箱、空调、冷库制冷系统； 低温吸热 高温放热 外界影响压缩机 2、热力学第二定律的第二种表述： 不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响； 是按着热现象的方向性来表述的，也叫开尔文表述； 开尔文表述实质： 一切与热现象有关的宏观实际过程都是不可逆的； 开尔文表述的理解： ① 热机吸收的热量不能全部用来做功，一定有其他影响； ②热机效率不可能达到100％； 醍醐灌顶： 其他形式能量转化为内能可以自发进行，反之不能自发进行； 例：摩擦生热 机械能→内能（自发进行） 内能→机械能（不自发，借助其他帮助） 例：热机（把内能转化为机械能的装置） 从高温热库吸收的能量不可能全部用来做功，不可避免的将一部分热量给低温热库； 如： 蒸汽机、燃气轮机、喷气发动机等； 热机的效率： 第四节 热力学第二定律 第二类永动机 第二类永动机： 人们想象中的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； 第二类永动机η=1； 第二类永动机不可能制成； ①不违反能量守恒定律 ②违反了热力学第二定律； 第四节 热力学第二定律 能源有限、能量耗散 能量耗散： 能量由容易用的高品质能量转变为不易被利用的低品质能量的过程； 能源利用： 因为能量守恒、能源有限。所以，能源利用本质是能量耗散； 例1：（多选）根据热力学第二定律，下列判断正确的是（ ） A、电能不可能全部变为内能 B、在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能 C、热机中，燃气内能不可能全部变为机械能 D、在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温度物体 BCD 例2：（多选）如图是文艺复兴时期意大利的达·芬奇造的永动机装置。他设计时认为，右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息 ( ) A、这是第一类永动机 B、这是第二类永动机 C、它不可能成功，因为违反能的转化及守恒定律 D、它不可能成功，因为违反热力学第二定律 AC 例3：（多选）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 例4：（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 例5：（多选）如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，触点1插在热水中，触点2插在冷水中，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象。下列有关温差发电现象的说法中，正确的是（ ） A、该实验符合能量转化守恒定律，但违背了热力学第二定律 B、该实验中有部分内能转化为电路的电能 C、该实验中热水的温度降低，冷水的温度不变 D、该实验中热水的温度降低，冷水的温度升高 BD 例6：下列说法中可行的是（ ） ① 将地球上所有海水的温度降低0.1℃，以放出大量内能供人类使用； ② 制造一种机器，把物体与地面摩擦所产生的热量全部收集起来再全 部加以使用； ③ 建造一只可以从海洋中提取热量的船，把热量转化为机械能，驱动 螺旋桨旋转； ④ 制造一种效率为100％的热机； A、①可行 B、①④可行 C、②④可行 D、①②③④都不可行 D 热力学第二定律第一种（克劳修斯）表述： 热量不能自发从低温物体传到高温物体； 是按照热传递的方向性来表述的，也叫克劳修斯表述； 热力学第二定律第二种（开尔文表述）表述： 不可能从单一热源吸收热量使之完全变成功而不产生其他影响； 是按着热现象的方向性来表述的，也叫开尔文表述； 热力学第二定律意义： 解决了有关热现象的哪些过程可以发生，哪些过程不可以发生； 第二类永动机不可能制成： 结束页 B1 谢谢观赏！ $