2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修3 第3章热力学定律3.4热力学第二定律(1)课件

热力学第二定律\n(1)热传导具有方向性：两个温度不同的物体相互接触时,热量会自发地从传给,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,决不会自发地分开而成为两种不同的气体.高温物体低温物体借助外界\n(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,但决不可能出现物体吸收原来传递出去的后,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膨胀,但决不可能出现气体从容器中流出,容器变为真空.(5)一切与热现象有关的宏观自然过程都是的.热量自发地不可逆\n1．下列说法中,正确的是()A．一切形式的能量间的相互转化都具有方向性B．热量不可能由低温物体传给高温物体C．气体的扩散过程具有方向性D．一切形式的能量间的相互转化都不具有可逆性解析：热力学第二定律反映的所有与热现象有关的宏观过程都具有方向性,A、D错；热量不是不能从低温物体传给高温物体,关键是否还产生其他影响,B错；气体扩散过程具有方向性,C对.答案：C\n1．克劳修斯表述热量不能自发地从物体传到物体,这就是热力学第二定律的克劳修斯表述,阐述的是热传递的.2．开尔文表述不可能从吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响.(即机械能与内能转化具有方向性)3．对热力学第二定律的理解热力学第二定律的两种表述是,也可以表述为：气体向真空的自由膨胀是.低温方向性高温单一热库等价的不可逆的\n1．在热力学第二定律的表述中,“自发地”、“不产生其他影响”的涵义(1)“自发地”是指热量从高温物体“自发地”传给低温物体的方向性.在传递过程中不会对其他物体产生影响或借助其他物体提供能量等.(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响.如吸热、放热、做功等.\n2．热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述,都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.3．与热力学第一定律的关系热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守恒的特殊表达形式,说明功及热量与内能改变的定量关系,而第二定律指出了能量转化与守恒能否实现的条件和过程进行的方向,指出了一切变化过程的自然发展方向不可逆,除非靠外界影响.所以二者相互独立,又相互补充.\n4．热力学第二定律的又一种表述第二类永动机是不可能制成的.所谓第二类永动机是指从单一热源吸收热量并使之完全转化为功而不产生其他影响的机器.由于内能不会自发地完全转化为机械能,而不产生其他影响.因此第二类永动机是不可能制成的.\n2．根据热力学第二定律,可知下列说法中正确的有()A．热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体B．热量能够从高温物体传到低温物体,也可能从低温物体传到高温物体C．机械能可以全部转化为热能,但热能不可能全部转化为机械能D．机械能可以全部转化为热能,热能也可能全部转化为机械能\n解析：根据热传递的规律可知热量能够从高温物体传到低温物体；当外界对系统做功时,可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去,致冷机(如冰箱和空调)就是这样的装置.但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体.选项A错误,B正确.一个运动的物体,克服摩擦阻力做功,最终停止；在这个过程中机械能全部转化为热能.外界条件发生变化时,热能也可以全部转化为机械能；如在等温膨胀过程中,系统吸收的热量全部转化为对外界做的功,选项C错误,D正确.答案：BD\n[例]根据热力学第二定律,下列判断正确的有()A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能B．电流的能不可能全部变成内能C．在火力发电机中,燃气的内能不可能全部变成电能D．在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体[思路点拨]热力学第二定律指明了宏观热现象具有方向性,利用这一方向性特点进行分析.\n[解析]凡是与热现象有关的宏观现象都具有方向性,无论采用任何设备和手段进行能量转化,总遵循“机械能可全部转化为内能,而内能不能全部转化为机械能”的规律,故A正确；火力发电机发电时,能量转化的过程为内能→机械能→电能,因为内能→机械能的转化过程中会对外放热,故燃气的内能不能全部变成电能,C项正确；热量从低温物体传给高温物体不能自发地进行,必须有外界做功,结果会带来其他影响,故D项正确；由电流热效应的焦耳定律可知,电能可全部转化为内能,故B项错误.[答案]ACD\n[借题发挥]热力学第二定律是物理学家通过对大量自然现象如机械能和内能的转化、热传递现象等的分析,又总结了生产和生活经验得到的结论,是一个经验定律,它揭示了宏观过程的方向性,使人们认识到第二类永动机不可能制成,对我们认识自然和利用自然有着重要的指导意义.\n1．下列说法正确的是()A．机械能全部变成内能是不可能的B．第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一种形式转化成另一种形式C．根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体D．从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的\n解析：由热力学第二定律可知选项C错误.可以从单一热源吸收热量全部变成功但必定会引起其他影响,选项D正确.机械能可通过克服摩擦全部转化为内能,选项A错误.第二类永动机没有违背能量守恒定律,而是违背了热力学第二定律,因而不能制成,选项B错误.答案：D