熱力學(xué)第二定律ppt課件
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第四節(jié) 熱力學(xué)第二定律,一、傳熱的方向性 1.溫度不同的兩個物體接觸時,熱量會自發(fā)地從高溫物 體傳給低溫物體,但不會自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物 體,這說明:傳熱過程具有方向性 2.一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的. 二、熱力學(xué)第二定律的兩種表述 1.克勞修斯表述 熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體.揭示傳熱的 方向性.,2.開爾文表述 不可能從單一熱庫吸收熱量,使之完全變成功,而不產(chǎn) 生其他影響,揭示了機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性. 3.熱力學(xué)第二定律的其他描述 (1)一切宏觀自然過程的進(jìn)行都具有方向性 (2)氣體向真空的自由膨脹是的不可逆. (3)第二類永動機(jī)不可能制成,三、對熱力學(xué)第二定律的理解 1.在熱力學(xué)第二定律的表述中,“自發(fā)”、“不引起其他影響”的涵義 (1)“自發(fā)”是指熱量從高溫物體“自發(fā)地”傳給低溫物體的方向性.在傳遞過程中不會對其他物體產(chǎn)生影響或借助其他物體提供能量等的幫助.,(2)“不引起其他影響”的涵義是使熱量從低溫物體傳遞 到高溫物體或從單一熱源吸收熱量全部用來做功,必須 通過第三者的幫助.這里的幫助是指提供能量等方式, 否則是不可能實(shí)現(xiàn)的. 2.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì) 熱力學(xué)第二定律的每一種表述,都揭示了大量分子參與 宏觀過程的方向性,使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及 熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性,都是不可逆的.,3.自然過程的方向性舉例 (1)傳熱過程的方向性. (2)擴(kuò)散現(xiàn)象的方向性. (3)機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性. (4)氣體向真空中膨脹的方向性. (5)電能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性. 總之,在整個自然界中,無論是有生命的還是無生命 的,所有的宏觀自發(fā)過程都具有單向性,都有一定的方 向性,都是一種不可逆過程.如河水向下流,重物向下 落,山岳被侵蝕,房屋衰朽倒塌,人的一生從嬰兒到老 年到死亡等.,1.下列宏觀過程能用熱力學(xué)第二定律解釋的是( ) A.大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中而 經(jīng)過一段時間大米、小米不會自動分開 B.將一滴紅墨水滴入一杯清水中,會均勻擴(kuò)散到整杯水 中,經(jīng)過一段時間,墨水和清水不會自動分開 C.冬季的夜晚,放在室外的物體隨氣溫的降低,不會由 內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動起來 D.隨著節(jié)能減排措施的不斷完善,最終也不會使汽車熱 機(jī)的效率達(dá)到100% 熱力學(xué)第二定律反映的是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程的方向性的規(guī)律,BCD,四、熱力學(xué)第二定律與熱力學(xué)第一定律的關(guān)系 1.熱力學(xué)第一定律揭示了做功和傳熱對改變物體內(nèi)能的 規(guī)律關(guān)系ΔU=W+Q,指明內(nèi)能不但可以轉(zhuǎn)移,而且還能 跟其他形式的能相互轉(zhuǎn)化.熱力學(xué)第一定律是能量守恒 定律在熱學(xué)中的一種表述形式,是從能的角度揭示不同 物質(zhì)運(yùn)動形式相互轉(zhuǎn)化的可能性.告誡人們:第一類永 動機(jī)不可能制成.熱力學(xué)第一定律只有一種表述形式.,2.熱力學(xué)第二定律揭示了大量分子參與的宏觀過程的方 向性.進(jìn)一步揭示了各種物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程及其運(yùn)動形式的轉(zhuǎn) 化過程都具有方向性.告誡人們:第二類永動機(jī)不可能制 成.熱力學(xué)第二定律有多種表述形式.,3.兩定律的關(guān)系:熱力學(xué)第一定律是和熱現(xiàn)象有關(guān)的 物理過程中能量守恒的特殊表達(dá)形式,說明功及熱量 與內(nèi)能改變的定量關(guān)系,而第二定律指出了能量轉(zhuǎn)化 與守恒能否實(shí)現(xiàn)的條件和過程進(jìn)行的方向,指出了一 切變化過程的自然發(fā)展方向不可逆,除非靠外界影 響,所以二者相互獨(dú)立,又相互補(bǔ)充.,五、第二類永動機(jī)不可制成 盡管第二類永動機(jī)不違背能量守恒定律,但仍不可能制成,表示盡管機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能而不引起其他變化,即違背熱力學(xué)第二定律.,2.關(guān)于兩類永動機(jī)和熱力學(xué)兩個定律,下列說法正確的 是( ) A.第二類永動機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第一定 律 B.第一類永動機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反熱力學(xué)第二定律 C.由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能,傳熱也 不一定改變內(nèi)能,但同時做功和傳熱一定會改變內(nèi)能 D.由熱力學(xué)第二定律可知熱從低溫物體傳向高溫物體是 可能的,從單一熱源吸收熱量,完全變成功也是可能的,D,3.隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源短缺問題日顯突出,近期油價不斷攀升,已對各國人民的日常生活造成了各種影響,如排長隊等待加油的情景已經(jīng)多次在世界各地發(fā)生,能源成為困擾世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大難題之一,下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的說法中錯誤的是( ) A.不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他的變化 B.只要對內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn),就可以把內(nèi)燃機(jī)得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C.滿足能量守恒定律的物理過程都能自發(fā)的進(jìn)行 D.外界對物體做功,物體的內(nèi)能必然增加,BCD,4.根據(jù)熱力學(xué)第二定律,下列說法正確的是( ) A.熱機(jī)中燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變成機(jī)械能 B.電能不可能全部轉(zhuǎn)變成內(nèi)能 C.在火力發(fā)電機(jī)中,燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)變成電能 D.在傳熱中,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫 物體,ACD,5.如圖10-4-1所示為電冰箱的工作原理示意圖.壓縮機(jī)工作時,強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán).在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量,經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化,放出熱量到箱體外.下列說法正確的 是( ),圖10-4-1,A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外 B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到 外界,是因?yàn)槠湎牧穗娔?C.電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律 D.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律,【答案】 BC,課標(biāo)定位,學(xué)習(xí)目標(biāo):1.知道任何有關(guān)熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性. 2.知道熱力學(xué)第二定律并能解釋自然界中的能量變化、轉(zhuǎn)移及方向性問題. 3.知道什么是第二類永動機(jī),為什么第二類永動機(jī)不可能制成. 重點(diǎn)難點(diǎn):1.理解傳熱的方向性及任何熱現(xiàn)象的宏觀過程都是不可逆的. 2.運(yùn)用熱力學(xué)第二定律解決一些實(shí)際問題.,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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