高中物理 第3章 第4节 热力学第二定律精品课件 粤教选修33.ppt

第四节热力学第二定律课标定位课前自主学案二、机械能和内能转化过程的方向性1．机械能和内能转化过程具有_____性即机械能全部转化为内能的过程是可以_______进行的内能全部转化为机械能的过程是不能______进行的要将内能全部转化为机械能必然会引起其他影响．2．第二类永动机(1)定义：从___________吸热全部用来______而不引起其他变化的热机．(2)第二类永动机不可能制成．原因是它违背了热力学第二定律．三、热力学第二定律1．第一种表述(克劳修斯表述)：热量不能________从低温物体传递到高温物体．或者说不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化．(按照热传导的方向性来表述)．2．第二种表述(开尔文表述)：不可能从_________________吸收热量并把它全部用来________而不引起其他变化．(按照机械能与内能转化过程的方向性来表述)热力学第二定律的这两种表述是等价的．热现象的宏观过程都具有方向性．3．自然界中一切与热现象有关的自然过程都具有方向性．思考感悟“水往低处流”是一个自发过程在无外界影响时它的逆过程可否实现？你由这一自然现象受到什么启发？提示：不能实现．自然界中出现的自发过程一般都是不可逆的．3．热传递和内能的关系：若物体既不对外做功外界对物体也不做功当物体从外界吸收热量Q时它的内能_______．关系式为Q＝______；若物体向外放出热量则Q＜0ΔU＜0表明内能___________．4．热力学第一定律如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程那么物体内能的增加ΔU就等于物体_______的热量Q和______________做的功W之和．思考感悟下列现象中能量是怎样转化的？A．水电站发电时水轮机被水流冲击转动带动发电机发电B．利用地热发电提示：A.机械能转化为电能．B．热能转化为电能．四、热力学第二定律的微观实质1．做功是与分子群体的________运动联系在一起的内能是和分子的________运动联系在一起的．机械能转化为内能的过程从微观上来说是大量分子的________运动朝________运动的方向转换的过程其相反方向的过程是大量分子从________运动朝________运动方向转换的过程．2．热传导过程是使物体内部分子的热运动由比较________的状态向________的状态转化的过程．3．热力学第二定律的微观实质与热现象有关的自发的宏观过程总是朝着分子热运动状态_________增加的方向进行的．五、熵意义：描述物体的无序程度物体内部分子热运动无序程度越高物体的熵就越大．核心要点突破2．宏观态和微观态宏观态：符合某种规定、规则的状态叫做热力学系统的宏观态．微观态：在宏观状态下符合另外的规定、规则的状态叫做这个宏观态的微观态．系统的宏观态所对应的微观态的多少表现为宏观态无序程度的大小．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多就说这个“宏观态”是比较无序的同时也决定了宏观过程的方向性——从有序到无序．3．热力学第二定律的微观意义一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．4．熵一个系统的熵是随着系统状态的变化而变化的．在自然过程中系统的熵是增加的．在绝热过程或孤立系统中熵是增加的叫做熵增加原理．对于其他情况系统的熵可能增加也可能减小．从微观的角度看热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展而熵值较大代表着较为无序所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展．即时应用(即时突破小试牛刀)1．一个物体在粗糙的平面上滑动最后停止．系统的熵如何变化？解析：因为物体由于受到摩擦力而停止运动其动能变为系统的内能增加了系统分子无规则运动的程度使得无规则运动加强也就是系统的无序程度增加了所以系统的熵增加．答案：见解析二、热力学第一、第二定律的比较及两类永动机的比较1．热力学第二定律与热力学第一定律比较2.两类永动机的比较特别提醒：热力学第二定律是在提高热机效率的生产实践中发现的但它对实践的指导意义却不限于热机．它与热力学第一定律一起构成了热力学的主要理论基础．除对热学研究外其他如在化学反应中研究化学能与其他形式能量的转化及各种化学过程进行的条件和方向等都有着重要的指导意义．即时应用(即时突破小试牛刀)2．(单选)关于两类永动机和热力学两个定律下列说法正确的是()A．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能热传递也不一定改变内能但同时做功和热传递一定会改变内能D．由热力学第二定律可知热从低温物体传向高温物体是可能的从单一热源吸收热量完全变成功也是可能的解析：选D.第一类永动机违反热力学第一定律第二类永动机违反热力学第二定律A、B错；