高二物理热力学第二定律课件.ppt

热力学第二定律力学第二定律2021/8/11 星期三1地球上有大量的海水，地球上有大量的海水，它的总质量约为它的总质量约为1.41018t，只要这些海水的温度降低只要这些海水的温度降低0.10C，就能放出，就能放出5.81023J的的热量，这相当于热量，这相当于1800万个核万个核电站一年的发电量。电站一年的发电量。?2021/8/11 星期三2 将将一一块块烧烧红红的的铁铁块块投投入入冷冷水水中中，会会发发生生什什么么现现象象？铁块的温度降低，水的温度升高，最终两者温度相同2021/8/11 星期三3 将烧红的铁块投入将烧红的铁块投入水中，结果铁块温度更高，水中，结果铁块温度更高，水的温度更低。水的温度更低。？2021/8/11 星期三4 电冰电冰箱的内部温度箱的内部温度比外部温度低，比外部温度低，为什么致冷系为什么致冷系统还能不断地统还能不断地把箱内热量传把箱内热量传给外界的空气给外界的空气？2021/8/11 星期三5 因为电冰箱消耗因为电冰箱消耗了电能，对制冷系了电能，对制冷系统做了功，一旦切统做了功，一旦切断电源，电冰箱就断电源，电冰箱就不能把其内部的热不能把其内部的热量传给外界的空气量传给外界的空气了相反，外界的了相反，外界的热量会自发地传给热量会自发地传给电冰箱，使其温度电冰箱，使其温度逐渐升高逐渐升高 2021/8/11 星期三6贮藏的贮藏的食品食品大气大气电冰箱制冷系统热量热量电源做功2021/8/11 星期三7 热传导的过程是有方向性的，这个过程可热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行。不能自发地进行。要实现相反方向的过程，必须借助外界的要实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而产生其它影响或引起其它变化。帮助，因而产生其它影响或引起其它变化。热传导的方向性2021/8/11 星期三8 一个在水平地面上的物体，由于克服摩擦力做功，最后要停下来。在这个过程中，物体的动能转化成为内能，使物体和地面的温度升高。2021/8/11 星期三9？降温 我们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2021/8/11 星期三10？有人提出这样一种设想，发明有人提出这样一种设想，发明一种热机，用它把物体与地面摩擦一种热机，用它把物体与地面摩擦所生的热量都吸收过来并对物体做所生的热量都吸收过来并对物体做功，将内能全部转化为动能，使因功，将内能全部转化为动能，使因摩擦停止运动的物体在地面上重新摩擦停止运动的物体在地面上重新运动起来，而不引起其它变化运动起来，而不引起其它变化 2021/8/11 星期三11 热机是一种把内能转化为机热机是一种把内能转化为机械能的装置械能的装置气缸中的气体得到气缸中的气体得到燃料燃烧时产生的燃料燃烧时产生的热量热量Q1推动活塞做功推动活塞做功W排出废气，同时把排出废气，同时把热量热量Q2散发到大气散发到大气中。中。Q1=W+Q2热机效率热机效率=W/Q12021/8/11 星期三12热源热源冷凝器冷凝器吸热Q1放热Q2热机热机2021/8/11 星期三13 机械能和内能的转化过程机械能和内能的转化过程具有方向性。具有方向性。机械能 内能机械能 内能2021/8/11 星期三14 打开阀门，容器A中的气体会自发地向容器B中膨胀。最后两容器都充满气体。打开阀门 容器B中的气体能否自发地流入容器A,使B中成为真空?2021/8/11 星期三15热源热源吸热Q1热机热机第二类永动机冷凝器冷凝器2021/8/11 星期三16不可能使热量由低温物体传递不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它到高温物体，而不引起其它变化。变化。不可能从单一热源吸收热量并不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引把它全部用来做功，而不引起其它变化。起其它变化。热力学第二定律2021/8/11 星期三171，按热传递的方向性来表述，按热传递的方向性来表述2，是按机械能与内能转化过，是按机械能与内能转化过程的方向来表述。程的方向来表述。两种表述的实质2021/8/11 星期三18能量耗散能量耗散2021/8/11 星期三19 自然界中的宏自然界中的宏观过程具有方向性，程具有方向性，能量耗散从能量能量耗散从能量转化的角度反映出化的角度反映出这种方向性。种方向性。2021/8/11 星期三20水流的机械能水流的机械能转变成了内能，成了内能，这些内能最些内能最终流散到流散到 周周围的的环境中。境中。我我们没有没有办法把法把这些流散的内能些流散的内能重新收集起来加以利用。重新收集起来加以利用。这种种现象叫做能量的耗散。象叫做能量的耗散。2021/8/11 星期三21电能在灯泡中能在灯泡中转变成光能成光能光被光被墙壁吸收后壁吸收后变成周成周围环境的内能境的内能 能否把这些内能收集起来重新利用？2021/8/11 星期三22火炉把屋子烤暖，这时高温物体的内能变成低温物体的内能。能否把这些散失的能量重新收集到火炉中再次用来取暖？2021/8/11 星期三23 宇宙中存在着温度的下限：宇宙中存在着温度的下限：-273.150C。以这个下限为起点的温度叫热力。以这个下限为起点的温度叫热力学温度，用学温度，用T表示，单位是开尔文，符号是表示，单位是开尔文，符号是K。T=t+273.15KT=t+273.15K2021/8/11 星期三24氢弹爆炸中心氢弹爆炸中心108K实验室已获得的最高温度实验室已获得的最高温度6107K太阳中心太阳中心1.5107K地球中心地球中心4103K乙炔火焰乙炔火焰2.9103K金的凝固点金的凝固点1337.33K锡的凝固点锡的凝固点505.078K月球的向阳面月球的向阳面4102K地球上出现的最高温度地球上出现的最高温度331K地球上出现的最低温度地球上出现的最低温度185K月球的背阴面月球的背阴面90K氮的沸点氮的沸点77K氦的沸点氦的沸点4.2K星际空间星际空间2.7K实验室已获得的最低温度实验室已获得的最低温度2.410-11K一一些些实际的的温温度度值2021/8/11 星期三25热力学零度不可达到力学零度不可达到热力学第三定律热力学第三定律2021/8/11 星期三26 尽管热力学零度不可能达到，但是只要温度不是绝对零度就总有可能降低，因此，热力学第三定律不阻止人们想尽办法尽可能地接近绝对零度。2021/8/11 星期三27谢谢2021/8/11 星期三282021/8/11 星期三292021/8/11 星期三30