高中物理 10.4 熱力學(xué)第二定律8課件 人教版選修33.ppt

熱力學(xué)第二定律 教學(xué)要求 了解熱超導(dǎo)過(guò)程的方向性 了解什么是第二類(lèi)永動(dòng)機(jī) 為什么第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成 知道熱力學(xué)第二定律的兩種不同表述及物理實(shí)質(zhì) 了解什么是能量耗散 學(xué)習(xí)重點(diǎn) 熱力學(xué)第二定律的兩種不同表述及物理實(shí)質(zhì) 請(qǐng)回答 熱力學(xué)第一定律的文字?jǐn)⑹龊蛿?shù)學(xué)表達(dá)式 復(fù)習(xí)提問(wèn) 內(nèi)容 外界對(duì)物體所做的功w加上物體從外界吸收的熱量q等于物體內(nèi)能的變化 u 數(shù)學(xué)表達(dá)式 u w q 2 請(qǐng)回答 能量守恒定律的文字?jǐn)⑹?內(nèi)容 能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生 也不會(huì)憑空消失 它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式 或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體 在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變 設(shè)問(wèn) 地球上有大量的海水 它的總量約為1 4 1018t 只要這些海水的溫度降低0 1 就能放出5 8 1023j的熱量 這相當(dāng)于1800萬(wàn)個(gè)功率為100萬(wàn)千瓦的核電站一年的發(fā)電量 為什么人們利用這種 新能源 呢 回答 熱超導(dǎo)的方向性 指沒(méi)有任何外界的影響或者幫助 1 現(xiàn)象 熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體 不會(huì)自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體 3 歸納總結(jié) 分析 致冷系統(tǒng)把冰箱內(nèi)的熱量傳給外界的空氣 這是因?yàn)殡姳湎碾娔?對(duì)致冷系統(tǒng)做了功 這種熱量傳遞不是自發(fā)的 而是受到了外界的影響或是說(shuō)幫助 熱傳導(dǎo)的過(guò)程是有方向性的 歸納總結(jié) 第二類(lèi)永動(dòng)機(jī) 1 現(xiàn)象 運(yùn)動(dòng)的物體由于克服摩擦力做功 這個(gè)過(guò)程中 物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能 使物體和地面的溫度升高 2 有人設(shè)想 發(fā)明一種熱機(jī) 用它把物體和地面所產(chǎn)生的熱量都吸收過(guò)來(lái) 將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 使因摩擦停止的物體重新運(yùn)動(dòng)起來(lái) 而不引起其他變化 簡(jiǎn)單分析 自然界中沒(méi)有這樣的現(xiàn)象 一個(gè)放在水平地面上的物體 靠降低溫度 可以把內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化成為動(dòng)能 使這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)起來(lái) 雖然這種設(shè)想并不違背能量守恒定律 但是我們卻不能制出這種熱機(jī) 分析 3 熱機(jī) 1 熱機(jī)的效率 w q1 w w q2 1 2 熱機(jī)不能把它得到的全部?jī)?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 4 第二永類(lèi)動(dòng)機(jī) 從單一熱源吸收熱量 全部用來(lái)做功而不引起其它變化的熱機(jī) 此類(lèi)熱機(jī)不可能制成 5 結(jié)論 第二永類(lèi)動(dòng)機(jī)不可能制成表示機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性 盡管機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 同時(shí)不引起其它變化 熱力學(xué)第二定律 物理過(guò)程具有方法性定律內(nèi)容熱力學(xué)第二定律揭示了大量分子參與的客觀過(guò)程的方向性 局限性 熱力學(xué)第二定律不適用于少量分子 也不能把它推廣到無(wú)限的宇宙 舉例 混合氣體不能自發(fā)分開(kāi)氣體不能自發(fā)散開(kāi)形成真空熱超導(dǎo)具有方向性 定律內(nèi)容 兩種表述 克勞修斯表述 1850年 不可能使熱量自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體 而不引起其他變化 熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體 開(kāi)爾文表述 1851年 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功 而不引起其他變化 或者說(shuō)第二永類(lèi)動(dòng)機(jī)不可能制成 熱量不能完全變成功 功可完全變成內(nèi)能 兩種表述是等價(jià)的 設(shè)問(wèn)回答 因?yàn)椴豢赡軓暮Ｋ形崃縼?lái)做功 而而不引起其他變化 設(shè)問(wèn) 能量耗散 學(xué)生閱讀 歸納 能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然中的客觀過(guò)程的方向性 知識(shí)小結(jié) 熱超導(dǎo)過(guò)程的方向性 第二類(lèi)永動(dòng)