高二物理热力学第二定律.ppt
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1、热力学第二定律一、一、学习目标学习目标:1.了解热传导过程的方向性。了解热传导过程的方向性。2.了解什么是第二类永动机,为什么第二类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。永动机不可能制成。3.了解热力学第二定律的两种不同的表述,了解热力学第二定律的两种不同的表述,以及这两种表述的物理实质。以及这两种表述的物理实质。二、重点和难点:二、重点和难点:重点:热力学第二定律的物理实质和两种重点:热力学第二定律的物理实质和两种常见的表述常见的表述难点:两类永动机的区别,第二类永动机难点:两类永动机的区别,第二类永动机不可能制成的原因不可能制成的原因三、教学过程:三、教学过程:引入新课:引
2、入新课:任何物体都具有内能,在地球上贮存量十分任何物体都具有内能,在地球上贮存量十分丰富的海水总质量约达丰富的海水总质量约达1.41018吨,它的温吨,它的温度只要降低度只要降低1oC,就能释放相当于,就能释放相当于1800万个万个功率为功率为100万千瓦的核电站一年的发电量,万千瓦的核电站一年的发电量,足够全世界使用足够全世界使用4000年。而人类都不能利年。而人类都不能利用这种用这种“新能源新能源”,究其原因,是因为涉及,究其原因,是因为涉及物理学的一个基本定律物理学的一个基本定律热力学第二定律热力学第二定律新课教学:新课教学:(一一)、热传导的方向性、热传导的方向性1实例:热量会自动地从
3、高温物体传给低实例:热量会自动地从高温物体传给低温度物体。温度物体。2热传导的过程具有方向性热传导的过程具有方向性3自然界中进行的涉及热现象的宏观过程自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。都具有方向性。1实例:热量会自动地从高温物体传给低实例:热量会自动地从高温物体传给低温度物体。温度物体。注意注意这里所说这里所说“自发地自发地”是指没有任何外是指没有任何外界的影响或帮助,电冰箱工作时能将冰箱界的影响或帮助,电冰箱工作时能将冰箱内内(温度较低温度较低)的热量,传给外界空气的热量,传给外界空气(温度温度较高较高),是因为电冰箱消耗了电能,对制冷,是因为电冰箱消耗了电能,对制冷系统做了功
4、。系统做了功。2热传导的过程具有方向性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热传导的过程可以向一个方向自发地进行(热量从高温物体自发地传给低温物体热量从高温物体自发地传给低温物体);但;但向相反的方向不会自发地产生向相反的方向不会自发地产生(热量不会自热量不会自发地从低温物体传给高温物体发地从低温物体传给高温物体),只有借助,只有借助外界的帮助才能进行。外界的帮助才能进行。热机:是一种把热机:是一种把内能内能转化为转化为机械能机械能的装置。的装置。热机热机效率:效率:由能量守恒定律知道由能量守恒定律知道 Q1=W+Q2 热机的效率热机的效率内燃机内燃机原理:燃料燃烧产生热量
5、原理:燃料燃烧产生热量 Q1(高温热库)(高温热库)推动活塞对外做功推动活塞对外做功 W排出废气向外界(低温热库)放热排出废气向外界(低温热库)放热 Q2高温热库高温热库低温热库低温热库Q1Q2对外做功对外做功热机W热机的效率小于热机的效率小于100%,就不可能把从,就不可能把从高温热源吸收的热量全部转化为机械能,高温热源吸收的热量全部转化为机械能,总有一部分热量散发到冷凝器中。总有一部分热量散发到冷凝器中。(二)机械能与内能转化的方向性(二)机械能与内能转化的方向性(二二)第二类永动机第二类永动机1第二类永动机:人们把想象中能够从单第二类永动机:人们把想象中能够从单一热源吸收热量,全部用来做
6、功而不引起一热源吸收热量,全部用来做功而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机。其他变化的热机叫做第二类永动机。2第二类永动机不可能制成第二类永动机不可能制成表示机械能和内能的转化过程具有方向性表示机械能和内能的转化过程具有方向性尽管机械能可以全部转化为内能,内能尽管机械能可以全部转化为内能,内能却不能全部转化成机械能,同时不引起其却不能全部转化成机械能,同时不引起其他变化他变化 3第一类永动机和第二类永动机第一类永动机和第二类永动机它们都不可能制成,第一类永动机的设想它们都不可能制成,第一类永动机的设想违反了能量守恒定律;第二类永动机的设违反了能量守恒定律;第二类永动机的设想虽不违反能量守恒定
7、律,但违背了跟热想虽不违反能量守恒定律,但违背了跟热现象相联系的宏观自然过程具有方向性的现象相联系的宏观自然过程具有方向性的规律。规律。三、热力学第二定律三、热力学第二定律三、热力学第二定律三、热力学第二定律 举例:两种不同的气体扩散可以自发地进入对方举例:两种不同的气体扩散可以自发地进入对方举例:两种不同的气体扩散可以自发地进入对方举例:两种不同的气体扩散可以自发地进入对方,最后成为最后成为最后成为最后成为一种均匀的混合气体一种均匀的混合气体一种均匀的混合气体一种均匀的混合气体思考思考思考思考:如图所示如图所示如图所示如图所示,容器容器容器容器A A中装有气体中装有气体中装有气体中装有气体,
8、容器容器容器容器B B是真空是真空是真空是真空,打开阀门打开阀门打开阀门打开阀门K,K,容器容器容器容器A A中的气体会自发地向中的气体会自发地向中的气体会自发地向中的气体会自发地向B B中膨胀中膨胀中膨胀中膨胀,最后两个容器都充最后两个容器都充最后两个容器都充最后两个容器都充满气体满气体满气体满气体.会会会会不会不会不会不会气体气体气体气体自发地自发地自发地自发地从容器从容器从容器从容器B B流向容器流向容器流向容器流向容器A,A,最后使容器最后使容器最后使容器最后使容器B B恢复成真空呢恢复成真空呢恢复成真空呢恢复成真空呢?大量自然现象说明大量自然现象说明大量自然现象说明大量自然现象说明:
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