1、第十章4熱力學第二定律學習目標1.通過自然界中宏觀過程的方向性，了解熱力學第二定律.2.了解熱力學第二定律的兩種不同表述，以及兩種表述的物理實質.3.了解什么是第二類永動機，知道為什么它不能制成.4.能運用熱力學第二定律解釋自然界中的能量轉化、轉移以及宏觀自然過程的方向性問題.問題探究問題探究把剛煮好的熱雞蛋放在冷水中，過一會兒，雞蛋的溫度降低，水的溫度升高，最后水和雞蛋的溫度相同。是否可能發(fā)生這樣的現(xiàn)象：原來溫度相同的水和雞蛋，過一會兒水的溫度自發(fā)的降低而雞蛋溫度上升，生蛋變成了熟蛋？答案物體間傳熱氣體膨脹有摩擦的機械運動能量真的守恒？熱熱力學第二定力學第二定律律一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過

2、程都是不可逆的。一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都是不可逆的。反映宏觀自然過程的方向性的定律反映宏觀自然過程的方向性的定律微課1微課2微課31.熱傳導的方向性：一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀 過程都是 . 2.熱力學第二定律的克勞修斯表述：德國物理學家克勞修斯在1850年提出：熱量不能自發(fā)地從 物體傳到 物體，而不引起其它變化. 熱力學第二定律的克勞修斯表述，闡述的是傳熱的 . 知識建構知識建構自然不可逆的低溫高溫方向性一、熱力學第二定律的克勞修斯表述一、熱力學第二定律的克勞修斯表述微課4練習練習1 1判斷下列說法的正誤.(1)一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都是不可逆的.()(2)熱量不會從低溫物體傳給

3、高溫物體.()(3)冰箱能自發(fā)地把熱量從低溫物體傳給高溫物體.()熱機汽油機柴油機蒸汽輪機噴氣發(fā)動機蒸汽機問題探究問題探究如圖所示是制冷機和熱機的工作過程示意圖，通過此圖思考以下問題：(1)制冷機工作時熱量是自發(fā)地從低溫熱庫傳到高溫熱庫嗎？答案答案不是(2)熱機工作時能否將從高溫熱庫吸收的熱量全部用來做功？答案答案不能答案1.熱機(1)熱機工作的兩個階段：第一個階段是燃燒燃料，把燃料中的 . 變成工作物質的 .第二個階段是工作物質對外 ，把自己的內能變成 .(2)熱機的效率：熱機輸出的 與燃料產(chǎn)生的 的比值，用公式表示為 .熱機的效率不可能達到100%.知識建構知識建構化學能內能做功機械能熱量

4、機械功二、熱力學第二定律的開爾文表述二、熱力學第二定律的開爾文表述微課52.開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之 ，而不產(chǎn)生其他影響.(該表述闡述了機械能與內能轉化的方向性)3.熱力學第二定律的其他描述(1)一切宏觀自然過程的進行都具有 .(2)氣體向真空的自由膨脹是 的.(3)第二類永動機是 制成的.完全變成功方向性不可逆不可能4.第二類永動機(1)定義：只從 熱庫吸收熱量，使之完全變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓臒釞C.(2)第二類永動機不可能制成的原因：雖然第二類永動機不違反_ ，但大量的事實證明，在任何情況下，熱機都不可能只有一個熱庫，熱機要不斷地把吸取的熱量變?yōu)橛杏玫墓Γ筒豢杀苊獾貙⒁?/p>

5、部分熱量傳給低溫熱庫.單一能量守恒定律微課6判斷下列說法的正誤.(1)機械能可以完全轉化為內能.()(2)內能不可能完全轉化為機械能.()(3)可以從單一熱庫吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?()(4)第二類永動機違背了能量守恒定律.()(5)第二類永動機違背了熱力學第二定律.()練習練習2 21 .(多選)根據(jù)熱力學第二定律可知，下列說法中正確的是 A.不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化 B.沒有冷凝器，只有單一的熱源，能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做功，而不引起其他變化的熱機是可以實現(xiàn)的 C.制冷系統(tǒng)將冰箱里的熱量傳給外界較高溫度的空氣中，而不引起其他變化 D.不可能使

6、熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化答案拓展應用拓展應用2.(多選)下列說法中正確的是 A.一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性B.一切不違背能量守恒定律的物理過程都是可能實現(xiàn)的C.由熱力學第二定律可以判斷物理過程能否自發(fā)進行D.一切物理過程都不可能自發(fā)地進行答案3. (多選)第二類永動機不可能制成是因為 A.違背了能量守恒定律B.違背了熱力學第二定律C.機械能不能全部轉變?yōu)閮饶蹹.內能不可能全部轉化為機械能，而不產(chǎn)生其他影響答案4 . 關于熱力學第一定律和熱力學第二定律，下列論述正確的是 A.熱力學第一定律指出內能可以與其他形式的能相互轉化，而熱力學第 二定律則指出內能不可能完全轉

7、化為其他形式的能，故這兩條定律是 相互矛盾的B.內能可以全部轉化為其他形式的能，只是會產(chǎn)生其他影響，故兩條定 律并不矛盾C.兩條定律都是有關能量轉化的規(guī)律，它們不但不矛盾，而且沒有本質 區(qū)別D.其實，能量守恒定律已經(jīng)包含了熱力學第一定律和熱力學第二定律答案在熱力學第二定律的表述中，“自發(fā)地”“不可能”“不產(chǎn)生其他影響”的涵義：1.“自發(fā)地”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)生影響或不需借助其他物體提供能量等.2.關于“不可能”：實際上熱機或制冷機系統(tǒng)循環(huán)終了時，除了從單一熱庫吸收熱量對外做功，以及熱量從低溫熱庫傳到高溫熱庫以外，過程所產(chǎn)生的其他一切影

8、響，不論用任何曲折復雜的辦法都不可能加以消除.3.“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學宏觀過程只在本系統(tǒng)內完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學方面的影響.如吸熱、放熱、做功等.一、對熱力學第二定律的理解總結提升總結提升二、熱力學第一定律和熱力學第二定律的比較 熱力學第一定律是指一個熱力學系統(tǒng)的內能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和，是能量守恒定律在熱力學中的具體表現(xiàn)形式. 熱力學第二定律是指在有限的時間和空間內，一切和熱現(xiàn)象有關的物理過程、化學過程都具有不可逆性. 第一類永動機：不消耗任何能量，可以不斷做功(或只給予很小的能量啟動后，可以永遠運動下去).第一類永動機的設想違背了能量守恒

9、定律 第二類永動機：將內能全部轉化為機械能，而不引起其他變化(或只有一個熱源，實現(xiàn)內能與機械能的轉化).第二類永動機的設想不違背能量守恒定律，但違背了熱力學第二定律.三、兩類永動機的比較兩類永動機都不可能制成1. (多選)下列哪個過程具有方向性 A.熱傳導過程 B.機械能向內能的轉化過程 C.氣體的擴散過程 D.氣體向真空中的膨脹1234答案效果檢測效果檢測2.(多選)根據(jù)熱力學第二定律，下列判斷正確的是 A.電能不可能全部變?yōu)閮饶?B.在火力發(fā)電機中，燃氣的內能不可能全部變?yōu)殡娔?C.在熱機中，燃氣內能不可能全部變?yōu)闄C械能 D.在熱傳導中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體答案12343.關于熱現(xiàn)象和熱學規(guī)律，下列說法中正確的是 A.隨著低溫技術的發(fā)展，我們可以使溫度逐漸降低，并最終達到絕對 零度 B.熱量是不可能從低溫物體傳遞給高溫物體的 C.第二類永動機遵從能量守恒定律，故能制成 D.用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做功2.0105 J，同時空氣向外界放出熱量1.5105 J，則空氣的內能增加了5104 J答案12344.下列說法