【物理】热力学第二定律(同步课件)-2023-2024学年高二物理人教版2019选择性必修第三册.pptx
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1、4 热力学第二定律第三章 热力学定律体目录目录C ONT E NT S热力学第二定律01熵与熵增加原理能源是有限的0302观察与思考:一滴红色颜料滴进一杯清水中扩散,整杯水将均匀地变红。从系统的角度来看,扩散之前是一种状态,扩散后是另一种状态。那么,水中扩散后的颜料能否自发地重新聚集在一起,而其余部分又变成清水?思考与讨论:能量守恒定律告诉我们,在自然界发生的一切过程中能量都是守恒的,一个导致能量创生或能量消失的过程是不可能出现的。1.符合能量守恒定律的宏观过程都能自发地进行吗?2.你是否可以举例证明你的观点?思考与讨论:融化的冰糕,是否可以在同温下是否可以重新凝固?撒了气的气球,是否可以自发
2、的把散掉的气体重新收集起来?在物理学中,反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力学第二定律。共同特征:无数事实告诉我们,凡是实际的过程,只要涉及热现象,都有特定的方向性。这些过程可以自发地朝某个方向进行,而相反的过程,即使不违背能量守恒定律,我们也从未见到它们会自发地进行。这就是说,一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。热力学第二定律011热力学第二定律的克劳修斯表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体。一、热力学第二定律(1)在不引起其它的变化的条件下,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体。(2)热量可以从低温物体传到高温物体上,但会引起其它变化,比如冷机做功。(3)克劳修斯表述阐述
3、的是热传递的方向性。2.诠释:(Rudolf Julius Emanuel Clausius,1822年1月2日1888年8月24日)电冰箱通电后箱内温度低于箱外温度,并且还会继续降温,直至达到设定的温度。显然这是热量从低温物体传递到了高温物体。这一现象是否违背热力学第二定律呢?思考与讨论:一、热力学第二定律第一个阶段是燃烧燃料,把燃料中的化学能变成工作物质的内能;第二个阶段是工作物质对外做功,把自己的内能变成机械能。热机工作的两个阶段:一、热力学第二定律3热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热库吸收,使之完全变成功,而不产生其他影响。(1)不仅要从一个热库吸热,而且一定会向另一个热库放热
4、。(2)机械能可以全部转化成内能,但这个过程是不可逆的。(3)开尔文表述阐述了机械能与内能转化的方向性。4.诠释:开尔文一、热力学第二定律5热力学第二定律的两种表述是等价的。如果克劳修斯表达不成立,则开尔文表述也不成立。一、热力学第二定律6与热力学第一定律的比较:热力学第一定律热力学第二定律区别是能量守恒定律在热力学中的表现,否定了创造能量和消灭能量的可能性,从而否定了第一类永动机是关于在有限空间和时间内,一切和热现象有关的物理过程、化学过程具有不可逆性的经验总结,从而否定了第二类永动机联系两定律都是热力学基本定律,分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律,二者既相互独立,又相互
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