热力学第二定律 【学习目标】 1．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，以及这两种表述的物理实质； 4．利用热力学第二定律分析解决实际问题，作出正确判断． 5．知道什么是有序和无序，什么是宏观态和微观态； 6．知道热力学第二定律的微观解释，而一切自然过程总是沿分子热运动的无序性增大的方向进行的； 7．知道熵的概念，熵的增加原理． 8．了解什么是能源、常规能源、常规能源的储量与人类需求的矛盾； 9．了解常见能源的使用与环境污染的关系： 10．了解哪些能源是清洁能源，哪些能源是可再生能源； 11．理解能量守恒和节约能源的关系； 12．了解开发新能源的意义． 【要点梳理】 要点一、热力学第二定律 1．热传导的方向性（自然过程的方向性） 两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，结果使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高． （1）热传导具有方向性：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体，要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化． （2）气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，决不会自发地分开，成为两种不同的气体． （3）机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来． （4）气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器内膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，使容器内变为真空． （5）在整个自然界中，无论有生命的还是无生命的．所有的宏观自发过程都具有单向性，都有一定的方向性，都是一种不可逆过程．如河水向下流，重物向下落，山岳被侵蚀，房屋衰朽倒塌，人的一生从婴儿到老年到死亡等． 2．热机 （1）热机：热机是把内能转化成机械能的一种装置． 如蒸汽机把水蒸气的内能转化为机械能；内燃机是把燃烧后的高温高压气体的内能转化为机械能． （2）热机的组成部分 ①热源：指燃烧燃料而获得能量的部件． ②工作物质：指利用获得的热量来做功的物质，如蒸汽机里的蒸汽，内燃机里燃烧后的高温气体． ③冷凝器：把做功后工作物质所剩余的热量进行再吸收的部分．如推动活塞做功后放出的蒸汽的温度也很高，如果把这种蒸汽直接放入大气中，则大气就是冷凝器．当然这样就白白浪费了剩余的蒸汽所具有的能量，通常把这种工作后剩余的蒸汽通过管道送入居民区用于烧水、做饭、取暖等． （3）热机的工作原理 工作物质从热源吸收热量，推动活塞做功彤，然后排出废气，同时把热量散发到冷凝器中． 根据能量守恒有 ． （4）热机的效率 把热机做的功与它从热源中吸收的热量的比值叫做热机的效率，用表示，有 ． 因为 ， 所以 ，． 这说明热机不可能把吸收的热能全部转化为机械能，总有一部分要散失到冷凝器中． 3．第二类永动机 （1）定义 从单一热源吸热全部用来做功，而不引起其他变化．把它得到的内能全部转化为机械能，热机效率达．这种想象中的热机称为第二类永动机． 只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机． （2）第二类永动机不可能制成 虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，大量的事实证明．在任何情况下，热机都不可能只有一个热源，热机要不断地把吸取的热量变为有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温热源．很显然，如果第二类永动机能制成，那么就可以利用空气或海洋作为热源，从它们那里不断吸取热量而做功，这是最经 ... ...
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