高中物理新课标版人教版选修1224《热力学第二定律》课件.ppt

新课标人教版课件系列高中物理选修1-22.4热力学第二定律教学目标教学目标 知识与能力：知识与能力：1、了解某些热学过程的方向性；、了解某些热学过程的方向性；2、了解什么是、了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成；第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成；3、了解热力学第二定律的两种表述，理解热力学、了解热力学第二定律的两种表述，理解热力学第二定律的物理实质；第二定律的物理实质；4、知道什么是能量耗散；、知道什么是能量耗散；5、知道什么是热力学第三定律。、知道什么是热力学第三定律。教学重点：教学重点：1、热力学第二定律的实质，定律的两种、热力学第二定律的实质，定律的两种不同表述；不同表述；2、知道什么是第二类永动机，以及它、知道什么是第二类永动机，以及它不能制成的原因不能制成的原因教学难点：热力学第二定律的物理实质教学难点：热力学第二定律的物理实质教具：扩散装置教具：扩散装置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。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 将烧红的铁块投入水中，将烧红的铁块投入水中，结果铁块温度更高，水的温结果铁块温度更高，水的温度更低。度更低。电冰箱的电冰箱的内部温度比外内部温度比外部温度低，为部温度低，为什么致冷系统什么致冷系统还能不断地把还能不断地把箱内热量传给箱内热量传给外界的空气？外界的空气？因为电冰箱消耗了电能，对制冷系统做了功，一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度逐渐升高 贮藏的贮藏的食品食品大气大气电冰箱制冷系统 热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向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不能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。自发地进行。要实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，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。因而产生其它影响或引起其它变化。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。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 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 热机是一种把内能转化为机械能热机是一种把内能转化为机械能的装置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/Q1热源热源冷凝器冷凝器热机热机 机械能和内能的转化过程具有机械能和内能的转化过程具有方向性。方向性。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。容器B中的气体能否自发地流入容器A,使B中成为真空?热源热源热机热机冷凝器冷凝器不可能使热量由低温物体传不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其递到高温物体，而不引起其它变化。它变化。不可能从单一热源吸收热量不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不并把它全部用来做功，而不引起其它变化。引起其它变化。1，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。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。以这个下限为起点的温度叫热力学温度，用力学温度，用T表示，单位是开尔文，符号表示，单位是开尔文，符号是是K。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 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。