3.4热力学第二定律 课件(共45张PPT)人教版（2019）物理（选择性必修第三册）

(课件网) 4. 热力学第二定律 人教版（2019）物理（选择性必修第三册） 第三章 热力学定律 目录 素养目标 01 课程导入 02 新课讲解 03 总结归纳 04 课堂练习 05 正确教育 素养目标 1.通过对自然界中与热现象有关的宏观过程方向性的实例分析，了解归纳热力学第二定律的过程和方法 2.能用热力学第二定律解释常见的不可逆过程，即自然界中的能量转换、转移以及方向性问题 3.了解能量与能源的区别以及能源的有限性 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？ 将一块烧红的铁块投入冷水中，会发生什么现象？ 铁块的温度降低，水的温度升高，最终两者温度相同。 会不会出现铁块温度更高，水的温度更低的情况？ 正确教育 宏观自然过程 的方向性 衣服不整理就会很散乱 思考 一些事件的发展过程是不是具有方向性、不可逆性 水往低处流 气体扩散具有方向性 思考 均匀混合的空气与溴气过一段时间会不会自发地变的界线分明？ 视频演示：气体的扩散现象 扩散现象进行是有方向的，过程是不可逆的。（微观） 把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中，过一会几，鸡蛋的温度降低，水的温度什高，最后水和鸡蛋的温度相同。 是否可能发生这样的現象：原来温度相同的水和鸡蛋过一会儿水的温度自发的降低而鸡蛋温度自发上升，生蛋变成熟蛋？你能得出什么结论？ 热量自发地由高温物体向低温物体传递的过程是不可逆的。（宏观） 思考 电冰箱的内部温度比外部温度低，为什么致冷系统还能不断地把箱内热量传给外界的空气？ 电冰箱制冷系统 贮藏的食品 大气 热量 热量 电源 做功 热传导的方向性 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自发地进行。 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。 机械能和内能的转化具有方向性 一个在水平地面上运动的物体，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。 思考 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。 物体间的传热 气体的膨胀 扩散现象 有摩擦的机械运动 热现象 特定的方向 温度由高到低 体积由小到大 密度由密到疏 由机械能到内能 反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力学第二定律 正确教育 热力学第二定律 热力学第二定律 在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律。 ①热力学第二定律的克劳修斯表述： 热量不能自发从低温物体传到高温物体。 ②热力学第二定律的开尔文表述： 不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。 开尔文 克劳修斯 1.克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体. 对“自发”的理解：不需要第三者介入、也不会对任何第三者产生影响。 高温 自发 低温 不能自发 克劳修斯表述指明热传导过程是不可逆的 热力学第二定律 柴油机 汽缸 燃料的化学能 工作物质的内能 机械能 对外做功 燃烧 燃料产生的热量Q 输出机械功W 漏气热损 散热热损 摩擦热损 W < Q 思考：假设能避免这些损失，热机燃料产生的热量 Q = W ？ 热力学第二定律 高温热库 低温热库 Q W 燃料在燃烧(高温物体) 冷凝器或大气(低温物体) 自发 热机在工作过程中必然排出部分热量，热机用于做功的热量一定小于它从高温热库吸收的热量，即 W < Q 热力学第二定律 ①热机的效率无法达到100%，总会有损耗。 机械能 内能（热） 全部转化（自发） 对第三者有影响 ②机械能与内能转 ... ...