第3章 第3节 热力学第二定律 第4节 熵——系统无序程度的量度（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦热力学第二定律及熵，涵盖可逆与不可逆过程、热传递和功热转化的方向性、两种表述（克劳修斯与开尔文）、第二类永动机及熵的概念与熵增加原理，通过衔接热力学第一定律引入过程方向性问题，以概念辨析和实例构建知识支架。 其亮点在于结合知识辨析（如判断“热量不能从低温传到高温物体”的正误）和两种表述等效性推导，体现科学思维中的科学推理与论证，深化物理观念中的能量观念。采用概念解析与实例结合的教学方法，学生能提升逻辑思维，教师可高效开展教学。

第3节　热力学第二定律 第4节　熵——系统无序程度的量度 知识 清单破 知识点 1 知识点 1 可逆过程与不可逆过程 1.可逆过程 一个系统由某一状态出发,经过某一过程到达另一状态,如果存在另一过程,它能使系统和外 界完全复原,即系统回到原来的状态,同时消除原来过程对外界的一切影响,则原来的过程称 为可逆过程。 2.不可逆过程 如果用任何方法都不能使系统和外界完全复原,则原来的过程称为不可逆过程。 第3章　热力学定律 高中同步 3.热传递的方向性 (1)热量可自发地由高温物体传给低温物体,或者由物体的高温部分传给低温部分。 (2)热量不能自发地由低温物体传给高温物体,或由物体的低温部分传给高温部分。 (3)热传递是不可逆过程,具有方向性。 4.功热转化的方向性 功热转化这一热现象是不可逆的,具有方向性。 5.凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性。 第3章　热力学定律 高中同步 1.第一种表述(克劳修斯表述) 不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。 2.热机 (1)定义:消耗内能对外做功的一种装置。 (2)热机效率:热机对外做的功跟它从高温热源吸收的热量的比值。 3.第二种表述(开尔文表述) 不可能从单一热源吸取热量,使之完全用来做功而不引起其他变化。 4.第二类永动机 (1)定义:从单一热源吸取热量并使之完全转化为功而不引起其他变化的机器。 (2)第二类永动机不可能制成的原因 知识点 1 知识点 2 热力学第二定律及第二类永动机 第3章　热力学定律 高中同步 第二类永动机虽然不违背热力学第一定律,但违背了热力学第二定律。 (3)热力学第二定律的又一表述:第二类永动机是不可能实现的。 第3章　热力学定律 高中同步 1.有序与无序 (1)人们将生活中符合某种规则的现象称为有序,反之称为无序。规则越多,一个宏观状态对 应的微观状态越少,出现的概率越小,我们称之为越有序,反之规则越少,一个宏观状态对应的 微观状态越多,出现的概率也越大,我们称之为越无序。 (2)热传递这个不可逆过程使无序程度增加。 (3)热力学第二定律的微观本质:与热现象有关的自然发生的宏观过程总是沿着大量分子热 运动无序程度增大的方向进行。 2.熵和熵增加原理 (1)熵的定义:物理学中,用来量度系统无序程度的物理量叫作熵,用符合S表示。 (2)孤立系统:与外界既没有物质交换又没有能量交换的系统。 知识点 1 知识点 3 熵——系统无序程度的量度 (3)熵增加原理:在孤立系统中的宏观过程必然朝着熵增加的方向进行。 第3章　热力学定律 高中同步 1.热量不能从低温物体传到高温物体。 (　    ) 在制冷系统的作用下热量可以从低温物体传到高温物体,所以该小题错误。 2.气体向真空中膨胀的过程是有方向性的。 (　    ) 3.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化。 (　    ) 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 ✕ √ √ 第3章　热力学定律 高中同步 1.热力学第二定律的两种表述看上去似乎没有什么联系,然而实际上它们是等效的,即由其中 一个,可以推导出另一个。 2.“不引起其他变化”是指使热量从低温物体传递到高温物体时外界不消耗任何功或从单 一热源吸收热量全部用来做功而外界及系统都不发生任何变化。 3.克劳修斯表述是说热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。如果外界消耗一定量的 功,把热量从低温物体转移到高温物体是完全可能的,如电冰箱和空调机的制冷过程。 4.开尔文表述表明了在引起其他变化或产生其他影响的条件下,热量能够完全转化为功,如理 想气体的等温自由膨胀,内能不变,吸收的热量全部转化为功,但却引起了体积的膨胀。 疑难 情境破 疑难1 对热力学第二定律两种表述的理解 讲解分析 第3章　热力学定律 高中同步 1.对熵的理解 在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小,如果过程可逆,则熵不变;如果过程不可逆, 则熵增加。 2.对熵增加原理的理解 (1)对于孤立的热力学系统而言,所发生的是由非平衡态向着平衡态的变化过程,因此,总是朝 着熵增加的方向进行。或者说,一个孤立系统的熵永远不会减小。这就是熵增加原理。 (2)从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律,一个孤立系统总是从熵小的状态向熵 大的状态发展,熵值越大代表着越无序,所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发 展。 讲解分析 疑难2 对熵和熵增加原理的理解 第3章　热力学定律 高中同步 $