课件38张PPT。1.什么叫内能？2.内能与那些因素有关？比较一下会发现ACD是做功使物体温度升高比较一下吧来回对折铁丝会使铁丝发热摩擦生热 在有机玻璃筒底放置少量易燃物，如硝化棉或者浸过乙醚的棉花，迅速压下活塞，观察筒内物品的变化。
想一想，这说明了什么？焦耳 詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescot Joule ，1818-1889），英国著名物理学家，十八世纪，人们对热的本质的研究走上了一条弯路，“热质说”在物理学史上统治了一百多年。虽然曾有一些科学家对这种错误理论产生过怀疑，但人们一直没有办法解决热和功的关系的问题，是英国自学成才的物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳( James Prescott Joule )为最终解决这一问题指出了道路。功和内能1.了解焦耳的两个实验的原理。2.知道做功和热传递是改变内能的两种方式。3.通过焦耳实验的探究，培养学生的科学探索精神。知识与能力感情态度与价值观㈠ 有参与实验总结规律的热情，从而能更方便的解决实际问题。
㈡ 在实验的中注意实验条件及做功方式，了解内能的宏观定义及微观解释。
㈢ 再次体会学以致用，结合身边的例子发现生活中的物理知识。建立内能概念。
理解实验，加深对于能量与功的理解。焦耳热当量实验装置 通过重物下落带动叶片搅动水，由于水与叶片之间的摩擦而使水温升高。对于水而言，是摩擦使其升温，通过机械能实现能量的转化。容器及水组成的系统与外界是绝热的。 系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程。其他类似实验 这些实验说明了热运动与机械运动的等价性，而焦耳以精确的数值无可辩驳的为热力学第一定律和能量守恒定律奠定了实验基础。实验㈡注意：依然绝热
重物下落使发电机发电，电流通过浸泡在液体中的电阻丝，发热，使液体温度上升，多次试验。其他类似实验 在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关。 尽管第一个实验重物质量或下落高度可能不同，第二个实验各次通电时间和电流大小可能不同，做功方式及做功的具体过程也不同，但只要外界对系统做功的数值相同，系统上升的温度一定相同。功与系统内能改变的关系1.做功可以改变系统的内能①外界对系统做功，系统的内能增加②系统对外界做功，系统的内能减少。2.功是系统内能转化的量度3.实质:其他形式的能与内能的相互转化内能和机械能的区别与联系 内能和机械能不能混为一谈，内能是大量分子的热运动和分子间相对位置所决定的能量。机械能是物体做机械运动和物体形变所决定的能量。两种形式能量可同时具有，也可转化，但机械能可以是零，内能不可能为零。 任何一个热力学系统都必定存在只依赖于系统自身的内能。它在两个状态之间的差别于外界在绝热过程中对系统所做的功联系，所以功是能量变化的量度。系统从状态1经过绝热到达状态2时，内能增量即做一做看到乳白色雾状物。实验解释 实验研究的对象是瓶中的气体与气筒中的气体所组成的系统。在瓶塞未跳出时，瓶内气体体积v一定。当打气筒想瓶内打气时，外界通过活塞对系统做了功，使得系统的内能增加，即温度升高，压强增大，使塞子喷出。白色烟雾是因为当塞子跳起时，气体对外做功，内能减少，温度下降，瓶内的气体液化而形成的细小水珠。1. 了解焦耳热功当量实验。2. 理解绝热过程。3 . 通过对焦耳实验的分析得出：在绝热过程中只要做功的数值相同，则系统上升的温度相同。即系统状态变化相同。4 . 理解内能与功的转换关系。5. 功是能能转化的量度(05北京)下列关于热现象的说法，正确的是（ ）
A．外界对物体做功，物体的内能一定增加
B．气体的温度升高，气体的压强一定增大
C．任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体
D.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能D(05河北)如图所示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用势能可忽略。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡 ( )
A．a的体积增大了，压强变小了
B．b的温度升高了
C．加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈
D．a增加的内能大于b增加的内能(图见下一页）kab 加热一段时间后，a内能增加，故a温度一定升高，a对活塞k做功，活塞队b做功，故b温度升高。因为k是绝热的，ab之间无热传递，所以a的温度会比b高，热运动也就剧烈，增加的内能也相对较多。
答案为BCD(98上海)有关物体内能，以下说法正确的是（ ）
A．1g0oC水的内能比1g0oC冰的内能大
B．电流通过电阻后发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的
C．气体膨胀，它的内能一定减少
D．橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加
AD1. 金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是 ( )
A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞
C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞A2.一定质量的气体封闭在绝热的气缸内。当用活塞压缩气体时．一定增大的物理量为：
①气体的压强；②气体的密度；③气体的内能；④气体的分子势能。其中正确的是 ( )
A．①② B．①②③ C．①④ D．②③④B.一个物体以较大的初速度沿粗糙的斜面向上滑行，在物体上滑的过程中，物体内分子的平均动能将 ，物体的机械能将 ，物体的内能将 。(填“增大”“不变”或“减小”) 增大增大减小 寒冷的冬天，我们常用两手相搓或对手哈气的方法暖手，试分析其原因，并说明两种取暖方法在实质上有何不同？ 相搓取暖是用做功的方式改变内能,其实质是机械能转化为内能;对手哈气是用热传递的方式改变物体内能,其实质是内能的转移。 1. 分子动理论中对内能的定义是：物理中所有分子的热运动与分子势能的总和。而本节的定义是：任何一个热力学系统都存在的物理量，它的状态之间的差值等于在绝热过程中对系统所做的功。当系统状态改变时，按照热力学对热能的定义，则物体的内能改变；而按照分子动理论，系统状态改变时，描述状态的参量发生变化，例如温度和体积改变，而分子的平均动能与温度有关，分子的势能与体积有关，所以系统的内能就要改变。因此，两种内能的定义是一致的。2. 水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止。汽车克服阻力做功，将机械能转化为内能。 在阻尼振动中，单摆的振幅越来越小最后停下来，单摆克服阻力做功，机械能转化为内能。3. 第一个是重物重力势能转化为的内能；第二个是重物的机械能转化为电能，电能转化为液体的内能。 4. ①气体在真空绝热膨胀过程中,不受阻力,故不做功。②气体在大气中绝热的过程中，气体对外做功，所需能量来自气体的内能，因为在此过程中，气体的内能要减少。课件39张PPT。系统对外做功外界对系统做功如何使它温度升高？ 联系上节内容想一想这三种方式一样么？区别在那里？第二节热和内能 1. 了解热传递的三种方式，会用分子动理论解释传导，对流和辐射。 2 . 知道热传递是改变内能的一种方式。3. 会区分热能和内能。4 . 做功与热传递在改变系统内能上的区别。 1. 有参与实验总结规律的热情，从而能更方便的解决实际问题。
2. 再次体会学以致用，结合身边的例子发现生活中的物理知识。热传递可以改变系统内能 热量从高温物体传到了低温物体。这个过程叫热传递。热传递的三种方式1. 热对流2. 热传导3. 热辐射 ①热传导：热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一系统的现象叫做热传导。 ②对流：液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程。 ③热辐射：物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领，这种热传递的方式叫做热辐射。 热量的单位与功、能量的单位相同．在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，符号为J)．历史上曾定义热量单位为卡，目前只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦．注意：1千卡＝1卡路里＝1大卡＝4184焦耳＝4.184千焦小知识热传导实验 用一根长约30厘米的金属棒，固定在铁架台上，用蜡把小木棒粘在上面，每隔3厘米一根。用酒精灯加热金属棒一端，可以看到小木棒依次掉下，说明了什么？如果改变金属材质，结果有什么不同呢？热传导的实例热对流实验 如图组装好实验设备，在环形玻璃管的右侧滴入几滴红墨水，用酒精灯加热，观察水中颜色的变化。想一想为什么要滴入红魔水呢？热对流的实例热辐射实验 将一张绘有熊猫的照片，靠近灯泡，一会后会发现，照片温度升高，比较一下黑色和白色区域的温度，为什么会有差别呢？ 由于黑体温度比周围物体温度低时，黑体就会从周围吸收热量，反之就会向外辐射热量。热辐射的实例 热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。当状态改变时，内能的增量U就等于外界向系统传递的热量Q.即：热量和内能的区别 状态确定，内能确定。要使系统的内能改变，需做功或热传递来完成。而热量是在热传递过程中，量度系统内能变化的物理量。内能是对于某一状态的物理量，热量是对于状态变化的物理量。做功与热传递的区别 热传递只在系统与外界存在温度差时才发生，而做功不受温度限制。热传递本质上是内能的传递，而做功是能量的转化。 在古希腊的德谟克里特和伊壁鸠鲁以及古罗马的卢克莱修的著作中出现了“热是物质的”这种说法：“热把空气一起带来，没有热也就没有空气，空气和热混合在一起。”戴维的实验简介 1799年，英车科学家戴维进行了这样的实验：在一个同周围环境隔离开来的真空容器里，合两块冰互相摩擦熔解为水，而水的比热比冰还高。在这里“热质守恒”的关系不成立了，戴维由此断言，热质是不存在的。伦福德和戴维的实验彻底摧毁了热质说，并为物理学的发展开辟了道路 。 整个热量学是在热质说的基础上建立起来的，它为热平衡方程的建立奠定了基础。对热质说逐渐否定的过程就是能量转化和守恒定律的发现和确立的过程。了解1. 热传递的三种方式2. 热和内能的关系 下列关于热量的说法，正确的是 （ ）
A.温度高的物体含有的热量多
B.内能多的物体含有的热量多
C.热量、功和内能的单位相同
D.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量 解析：热量和功都是过程量，而内能是一个状态量，所以不能说温度高的物体含有的热量多，内能多的物体含有的热量多；热量、功和内能的单位相同都是焦耳。选C、D。1.下列现象中，哪些是通过热传递的方式改变物体内能的 ( )
A.打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增加
B.夏天喝冰镇汽水来解暑
C.冬天搓搓手，会感觉到手变得暖和起来
D.太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐渐升高 BD 2. 对于热量、功、内能三个量，下列说法中正确的是 ( )
A.热量、功、内能三个量的物理意义是等同的
B.热量和功二者可作为物体内能的量度
C.热量、功和内能的国际单位都相同
D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的CD3.下列现象中，哪些是通过热传递的方式改变物体内能的 ( )
A.打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增加
B.夏天喝冰镇汽水来解暑
C.冬天搓搓手，会感觉到手变得暖和起来
D.太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐渐升高 BD4.温度______的物体相互接触（包括同一物体的不同部分温度不同）时，低温物体温度___，高温物体温度___，这个过程叫热传递。在热传递过程中，传递的内能的多少叫热量。发生热传递时，低温物体____热量，内能____；高温物体____热量，内能____。 不同升高下降吸收增加散失减少 5.有一个10m高的瀑布，水流在瀑布顶端时速度为2m/s，在瀑布底与岩石的撞击过程中，有10%的动能转化为水的内能，请问水的温度上升了多少摄氏度？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃) ，g取10m/s2 。解：根据机械能守恒定律知，当水流到达瀑布底时的动能水吸收热量Q 与温度变化 t满足关系 由题意知 代入数据得 ①壶里的水被加热，其他物体的内能通过热传递将热量给了水，所以内能增加。②烧红的铁棒比周围温度高,热量会传递给周围环境，所以内能减少。铅弹的动能转化为木块和铅弹的内能，其中百分之八十被铅弹吸收。课件38张PPT。1. 热传递的三种方式。2. 功与内能的区别第三节 热力学第一定律1．知道热力学第一定律的内容及其表达式。
2．理解能量守恒定律的内容。
3．了解第一类永动机不可能制成的原因。 [问]：改变物体内能的方式有哪些？ ①做功 ②和热传递 [问]：既然做功和热传递都可以改变物体的内能，那么，功、热量跟内能的改变之间一定有某种联系，我们就来研究这个问题。学习重点：1、能量守恒定律。
2、从能量转化的观点理解热力学第一定律，会用ΔU = W + Q 分析和计算有关问题。 学习难点：1、如何用能量转化和守恒的观点分析物理现象；
2、热力学第一定律ΔU = W + Q中各物理量的意义及正负号的确定。 一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：
①如果物体吸收热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？
②如果放出热量Ｑ，它的内能如何变化？变化了多少？ 如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少。 同理，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。 一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。这个关系叫做热力学第一定律。 其数学表达式为：ΔU=W+Q ΔU = W + Q 该式表示的是内能的变化量跟功、热量的定量关系，在物理学中叫做热力学第一定律。ΔU 物体内能的增加量 W 外界对物体做的功 Q 物体吸收的热量 各个物理量符号的意义改变内能的两种方式做功热传递对内对外吸热放热内能增加内能增加内能减少内能减少（外界对物体做功）（物体对外界做功）（物体从外界吸热）（物体对外界放热）试用热力学第一定律解释柴油发动机的运动。 活塞压缩气体，活塞对气体做功，由于时间很短，散热可以不计，机械能转化为气体的内能，温度升高，达到柴油燃点，可“点燃”柴油。 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变，这就是能量守恒定律。不同形式的能量之间可以相互转化 摩擦可以将机械能转化为内能 炽热电灯发光可以将电能转化为光能 风能转化为机械能 永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器叫永动机.人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机。（不吃草的马） 根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的。其他类型的永动机 A是一个磁铁，铁球C受其吸引沿斜面向上滚，在E处有小洞，C在此落下，沿圆弧之底端，周而复始。水利永动机 由上面的水槽流出水冲击水轮，水轮汲水并带动水磨，周而复始。达芬奇永动机钢珠滚落带动轮子转动1. 热力学第一定律2. 能量守恒(98上海)有关物体内能，以下说法正确的是（ ）
A．1g0oC水的内能比1g0oC冰的内能大
B．电流通过电阻后发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的
C．气体膨胀，它的内能一定减少
D．橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加AD(00天津)图中活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气，以、分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中（ ）
（A）不变，减小（B）增大，不变
（C）增大，减小（D）不变，不变。 C(03理综)如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中，（ ）
A. 外力对乙做功；甲的内能不变
B. 外力对乙做功；乙的内能不变
C. 乙传递热量给甲；乙的内能增加
D. 乙的内能增加；甲的内能不变C1．关于物体内能的变化，以下说法正确的是 （ ）
A.物体吸热，内能一定增大
B.物体对外做功，内能可能增大
C.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
D.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变解析：由热力学第一定律易知B、C正确。
答案：B、C2．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是 （ ）
A.秋千的机械能守恒 B.秋千的能量正在消失
C.只有动能和重力势能的相互转化 D.减少的机械能转化为内能，但总能量守恒 解析：
由能的转化和守恒定律及能量守恒定律，显然D正确。
答案：D 3.如图，固定的导热气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由移动且不漏气，活塞下挂了一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞静止，然后在沙桶底部钻了一个小洞，让细沙慢慢地漏出，设气缸外部的大气压强和温度恒定不变。则（ ）
A．缸内气体压强减小 B．缸内气体内能增加
C．外界对缸内气体做功 D．缸内气体放出热量 CD 4 .一个汽缸里的气体膨胀时推动活塞做了31000J的功，气体的内能应减少 ；如果气体从外界吸收了420J的热量,则气体内能应增加 ；如果上述两个过程同时进行,则气体的内能 (填“增大”或“减小”)了 （填数值）。 31000J420J减小30580J 5. 从10m高空由静止开始下落的水滴，在下落的过程中，水滴重力势能的40﹪转化为水的内能使水的温度升高，则水滴落下后温度升高多少？[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）]解析：
由题意得：mghη=cmΔt 代入数值得：Δt＝0.01℃
答案：0.01℃ 6.一个透热良好的气缸，缸壁浸在盛水的容器中，迅速下压活塞，压缩中对气体做了2000J的功，稳定后使容器中2千克的水温度升高了0.2℃，假设盛水容器绝热。问：压缩前后缸内气体的内能变化了多少？解析：
活塞对气体做功W=2000J，气体向水放出热量，其绝对值为：
∣Q∣=cmΔt=4.2×103×2×0.2J=1680J
由于压缩中气体向外界放热，所以代入热力学第一定律表达式时，Q取负号，内能变化为ΔU=W＋Q=2000J－1680J=320J
即气体内能增加了320 J 。 1.解析：由热力学第一定律ΔU=W+Q有ΔU=900J-210J=690J2.解析：
(1)一定质量的封闭气体可以看作是理想气体，由理想气体的状态方程和热力学第一定律可知：两种情况下内能的变化ΔU是相同的，即ΔU=Q1，但ΔU=Q2-W，所以Q2>Q1。 (2)比热容是指单位质量的某种物质温度每升高1摄氏度所吸收的热量。由于等容过程中，温度升高，系统所吸收的热全部用来增加内能，而等压过程中，所吸收的热除增加内能外，还要多吸收一点热用来对外膨胀做功，所以气体等压下的比热容恒大于等容下的比热容。 3.解：
设在阳光直射时地面上每平方米每分钟接受的太阳能量为Q
由能量守恒定律得：QSt=cmΔt
代入数值得：Q=4.2×104J4．解：由能量守恒定律得：mgh=cmΔt
代入g=10m/s2,h=3×20m=60m,
c=4.2×103J/kg·℃
Δt=0.14℃5．解：要使奶牛的内能不变，1h提供的热量
E= cmΔt= 4.2×103×400×3.5J=5.88×106J
故每天提供的热量E’ =24E=1.4×108J6．解：物体吸收的能量一部分转化为物体的内能，使物体的内能增加，同时另一部分因物体膨胀要对外界做功。课件39张PPT。 热量可以自发的从高温物体传向低温物体，它的逆过程不可自发的发生。这里所说“自发地”是指没有任何外界的影响或帮助，电冰箱工作时能将冰箱内(温度较低)的热量，传给外界空气(温度较高)，是因为电冰箱消耗了电能，对制冷系统做了功。 任何物体都具有内能，在地球上贮存量十分丰富的海水总质量约达1.4×1018吨，它的温度只要降低1 ℃ ，就能释放相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量，足够全世界使用4000年。而人类都不能利用这种“新能源”，究其原因，是因为涉及物理学的一个基本定律——热力学第二定律。扩散的逆过程不可能发生热力学第二定律1.了解热传导过程的方向性。
2.了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成。
3.了解热力学第二定律的两种不同的表述，以及这两种表述的物理实质。
4.了解什么是能量耗散。 通过实验和课件完成由感性到理性的认识，培养观察能力和分析能力。
通过实际生活问题的解释，加深对热力学第二定律的理解。 有参与实验总结规律的热情，从而能更方便的解决实际问题。
在理解热力学第二定律时，注意方向性。
再次体会学以致用，结合身边的例子发现生活中的物理知识。重点：热力学第二定律的物理实质和两种常见的表述。
难点：两类永动机的区别，第二类永动机不可能制成的原因。1.热传导的方向性
热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。2.说明：
①“自发地”过程就是在不受外来干扰的条件下进行的自然过程。
②热量可以自发地从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从低温物体传向高温物体。
③要将热量从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成。电冰箱、空调就是例子。 热量会自动地从高温物体传给低温度物体①.克劳修斯表述 按热传递的方向性来表述：不可能使热量从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。 在①的讲法中，指出了在自然条件下热量只能从高温物体向低温物体转移，而不能由低温物体自动向高温物体转移，也就是说在自然条件下，这个转变过程是不可逆的。要使热传递方向倒转过来，只有靠消耗功来实现。 ② .开尔文表述 不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。 按机械能与内能转化过程的方向性来表述：不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。 在②的讲法中指出，自然界中任何形式的能都会很容易地变成热，而反过来热却不能在不产生其他影响的条件下完全变成其他形式的能，从而说明了这种转变在自然条件下也是不可逆的。热机能连续不断地将热变为机械功，一定伴随有热量的损失。第二定律和第一定律不同，第一定律否定了创造能量和消灭能量的可能性，第二定律阐明了过程进行的方向性，否定了以特殊方式利用能量的可能性。 两种表述是等价的，可以从一种表述导出另一种表述，两种表述都称为热力学第二定律。热力学第二定律的意义在于提示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律。①热机：是一种把内能转化为机械能的装置。②原理：燃料燃烧产生热量 Q1（高温热源）推动活塞对外做功 W排出废气向外界（低温热源）放热 Q2③效率：
由能量守恒定律知道 Q1 = W +Q2
热机的效率 热机的效率小于100%，就不可能把从高温热源吸收的热量全部转化为机械能，总有一部分热量散发到冷凝器中。 第二类永动机：人们把想象中能够从单一热源吸收热量，全部用来做功而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机。 历史上首个成型的第二类永动机装置是1881年美国人约翰·嘎姆吉为美国海军设计的零发动机，这一装置利用海水的热量将液氨汽化，推动机械运转。但是这一装置无法持续运转，因为汽化后的液氨在没有低温热源存在的条件下无法重新液化，因而不能完成循环。 第二类永动机不可能制成表示：机械能和内能的转化过程具有方向性．尽管机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化成机械能，同时不引起其他变化．第一类永动机和第二类永动机它们都不可能制成，第一类永动机的设想违反了能量守恒定律；第二类永动机的设想虽不违反能量守恒定律，但违背了跟热现象相联系的宏观自然过程具有方向性的规律。1．能量耗散：流散的内能无法重新收集起来加以利用的现象叫做能量耗散。
2．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性。 热力学第二定律有常见的两种表述，提示了有大量分子参与的宏观过程(即与热现象有关的宏观过程)的方向性，第二类永动机不可能制成。 (04天津)下列说法正确的是 （ ）
A． 热量不能由低温物体传递到高温物体
B． 外界对物体做功，物体的内能必定增加
C． 第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律
D． 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化D（04广东）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D1．下列说法正确的是
A．机械能全部变成内能是不可能的，内能全部变成机械能也是不可能的
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．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能，从单一热源吸收的热量全部变成功在一定条件下是可能的[精与解] 热力学第二定律告诉我们：第二类永动机并不违背能量守恒定律，只是机械能和内能在相互转化的过程中具有方向性，机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能同时不引起其他变化．故A、B选项都不对。热量不可能从低温物体传到高温物体，在有外界做功的情况下是可能的。从单一热源吸热并全部转变成功，在有外界变化的情况下也是可能的，故C错D对。
[解后思] 热力学第二定律的两种表述：（1）热量不能自发地由低温物体传递到高温物体。（2）不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。这里的“不能”、“不可能”在一定条件下是可能的，空调、电冰箱都是通过外界做功使热量由低温物体传递到高温物体，但是这一过程消耗了额外的能量。同理，从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，必定要引起其他变化。分析热力学第二定律相关问题时要予以关注。 2下列关于热现象的说法，正确的是（ ）
A．外界对物体做功，物体的内能一定增加
B．第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律
C．任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体
D．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能D 3关于第二类永动机，下列说法中正确的是 ( )
A．它既不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律
B．它既违反了热力学第一定律，也违反了热力学第二定律
C．它不违反热力学第一定律，只违反热力学第二定律
D．它只违反热力学第一定律，不违反热力学第二定律 C 4 第二类永动机不可以制成，是因为（ ）
A. 违背了能量的守恒定律
B．热量总是从高温物体传递到低温物体
C．机械能不能全部转变为内能
D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化D [解析]第二类永动机设想虽然符合能量守恒定律，但是违背了能量转化中有些过程是不可逆的规律。所以不可能制成，选项D正确。 5.根据热力学第二定律，下列判断正确的是（ ）
A. 电流的能不可能全部变为内能
B.在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能
C.热机中，燃气内能不可能全部变为机械能
D.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温度物体．BCD [解析]根据热力学第二定律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的能可全部变为内能(由电流热效应中的焦耳定律可知)，而内能不可能全部变成电流的能．机械能可全部变为内能，而内能不可能全部变成机械能，在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体，所以选项B、C、D正确．6.试述热力学第一定律和热力学第二定律的区别与联系． 解答：热力学第一定律指出了在任何热力学过程中，能量不会有任何增减或损失，对自然过程也没有限制；而热力学第二定律是解决了哪些过程可以发生。两个定律从不同角度揭示了热力学过程中遵从的规律，既相互独立，又相互补充，共同构成了热力学知识的理论基础。1.解：汽油燃烧时释放的化学能有的由于漏气而散失；有的使汽车的机体温度上升，然后又通过机体散失了；转化为机械能的那部分还要用于克服机械摩擦转化为内能。
2.解答：A、B不能发生；C、D能发生。C不违背热力学第二定律，D违背热力学第二定律。 3.解：他还要知道水的比热c，水的密度ρ，煤气的燃烧值q,煤气的密度ρ’，c表示比热，单位是J/kg·℃；ρ表示水的密度，单位是kg/m3；V表示水的体积，单位是m3；Δt表示温度的变化，单位是℃；q表示煤气的燃烧值，单位是J/kg；煤气的密度ρ/ ,单位是kg/m3；烧水前后煤气的体积V1、V2
烧水的效率课件35张PPT。 热传导，以温度作为标准，热量总是从高温物体传向低温物体，直到温度相等为止。 气体扩散以密度作为标准，从密度大地方向密度小的地方扩散，直到密度相同时为止。 既然各种不可逆过程是相互关联的，相互一致的。那么能不能找出一个物理量来作为共同标准，来判断任按统计规律任何不可逆过程的方向与限度呢？而宏观表现总是源于微观统计规律，所以可以从微观来寻找答案。第五节 热力学第二定律的微观解释 1.了解有序和无序，宏观态和微观态的概念。
2.了解热力学第二定律的微观意义。
3.了解熵的概念，知道熵是反映系统无序程度的物理量。
4.知道随着条件的变化，熵是变化的。 1. 学会通过现象总结规律的科学方法。
2. 知道熵的概念，知道任何自然过程中一个孤立系统的总熵不会减少。 有参与实验总结规律的热情，从而能更方便的解决实际问题。
再次体会学以致用，结合身边的例子发现生活中的物理知识。 1.有序和无序，宏观态和微观态的概念。
2.热力学第二定律的微观意义。
3.熵的概念，知道熵是反映系统无序程度的物理量。 有序：只要确定了某种规则，符合这个规则的就叫做有序。
无序：不符合某种确定规则的称为无序。
无序意味着各处都一样，平均、没有差别，有序则相反。
有序和无序是相对的。 学员休息时杂乱无章，集合哨一响，队员迅速归队，队伍整齐划一。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 。 下面从统计观点探讨过程的不可逆性微观意义，并由此深入认识第二定律的本质。 一个被隔板分为A、B相等两部分的容器，装有4个涂以不同颜色分子。开始时，4个分子都在A部，抽出隔板后分子将向B部扩散并在整个容器内无规则运动。隔板被抽出后，4分子在容器中可能的分布情形如下图所示：不可逆过程的统计性质（以气体自由膨胀为例） 微观态共有24=16种可能的方式，而且4个分子全部退回到A部的可能性即几率为1/24=1/16。 对单个分子或少量分子来说，它们扩散到B部的过程原则上是可逆的。 对大量分子组成的宏观系统来说，它们向B部自由膨胀的宏观过程实际上是不可逆的。这就是宏观过程的不可逆性在微观上的统计解释。第二定律的统计表述（依然看前例） 上边一列的各种分布仅指出A、B两边各有几个分子，代表的是系统可能的宏观态。中间各列是详细的分布，具体指明了这个或那个分子各处于A或B哪一边，代表的是系统的任意一个微观态。 4个分子在容器中的分布对应5种宏观态。对应若干种一种宏观态微观态。不同的宏观态对应的微观态数不同。均匀分布对应的微观态数最多。
全部退回A边仅对应一种微观态统计物理基本假定—等几率原理：对于孤立系，各种微观态出现的可能性（或几率）是相等的。 各种宏观态不是等几率的。那种宏观态包含的微观态数多，这种宏观态出现的可能性就大。 定义热力学几率：与同一宏观态相应的微观态数称为热力学几率。记为? 。 在上例中，均匀分布这种宏观态，相应的微观态最多，热力学几率最大，实际观测到的可能性或几率最大。 对于1023个分子组成的宏观系统来说，均匀分布这种宏观态的热力学几率与各种可能的宏观态的热力学几率的总和相比，此比值几乎或实际上为100%。 平衡态相应于一定宏观条件下? 最大的状态。 热力学第二定律的统计表述：孤立系统内部所发生的过程总是从包含微观态数少的宏观态向包含微观态数多的宏观态过渡，从热力学几率小的状态向热力学几率大的状态过渡。 自然过程总是向着使系统热力学几率增大的方向进行。注意：微观状态数最大的平衡态状态是最混乱、最无序的状态。 一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行。1.适用于宏观过程对微观过程不适用，如布朗运动。2.孤立系统有限范围。对整个宇宙不适用 熵指的是体系的混乱的程度，它在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用，在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义，是各领域十分重要的参量。熵由鲁道夫·克劳修斯（Rudolf Clausius）提出，并应用在热力学中。后来在，克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon）第一次将熵的概念引入到信息论中来。 热力学第二定律是根据大量观察结果总结出来的规律，有下述表述方式：在孤立系统中，实际发生的过程总使整个系统的熵值增大，此即熵增原理。摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热，使熵增加。热量dQ由高温(T1)物体传至低温(T2)物体，高温物体的熵减少dS1=dQ/T1，低温物体的熵增加dS2=dQ/T2，把两个物体合起来当成一个系统来看，熵的变化是dS＝dS2+dS1＞0，即熵是增加的。 物理学家玻尔兹曼将熵定义为一种特殊状态的概率：原子聚集方式的数量。可精确表示为： S=KlogW K是比例常数，现在称为玻尔兹曼常数。 熵和系统内能一样都是一个状态函数，仅由系统的状态决定。从分子运动论的观点来看，熵是分子热运动无序(混乱)程度的定量量度。
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。对于其它情况，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。 绝对零度：绝对零度是根据理想气体所遵循的规律，用外推的方法得到的。用这样的方法，当温度降低到-273.15℃时，气体的体积将减小到零。如果从分子运动论的观点出发，理想气体分子的平均平动动能由温度T确定，那么也可以把绝对零度说成是“理想气体分子停止运动时的温度”。以上两种说法都只是一种理想的推理。 1、有序和无序 宏观态和微观态 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。 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 。2、熵的概念3、热力学第二定律的微观解释 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。 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。
友情提示：本题考查的是对熵增加原理的理解和应用。1. 解析：(1)概率 (2)概率 (3)概率 (4)无序性增大了2. 道理与气体扩散相近思考与讨论答案 “左右各有2个分子”的微观态有6个；“左室有1个分子右室有3个分子”的微观态有4个。 课件41张PPT。风能转化为电能水的势能转化为电能太阳能转化为水的内能 1. 这些能量都转化了么？其余的部分呢？ 2.能源和环境是两个全球所关注的问题，能源是现代社会生活的重要物质基础，而常规能源的有限储藏量与人类的需求存在矛盾，同时大量消耗常规能源带来了环境问题，正确地协调和解决这一矛盾和问题是生活在地球上每一个人的职责。能源和可持续发展1.理解能量耗散和品质降低的概念。
2.理解能源的利用实际上是能量的转化和转移过程。
3.了解常规能源的使用带来的环境污染。
4.了解开发新能源的方法和意义。 1.通过实验和课件完成由感性到理性的认识，培养观察能力和分析能力 。
2.通过本节学习了解当前环境形式，并用热力学第二定律解释能源耗散等现象。
3.渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“正交分解”的思想方法。 1.有参与实验总结规律的热情，从而能更方便的解决实际问题。
2.再次体会学以致用，结合身边的例子发现生活中的物理知识。重点：理解能源的概念和能源的使用与环境污染的关系。
难点：能源的开发和利用与环境的关系。 能量耗散：系统的内能流散到周围环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用，这种现象叫做能量耗散。 品质降低：能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低。
能量在利用过程中，总是由高品质的能量 最终转化为低品质的内能。 熵与能量是具有同等重要地位的物理量。能量代表着能的“量”，而熵则代表着能的“质”。在利用能源的过程中，虽然能量总量在减少，但随着熵的增加，能量的品质在降低，做功的本领在减少，称之为能量退降。它从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。1.能源：凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源。
2.常规能源：人们把煤、石油、天然气叫做常规能源，人类消耗的能量主要是常规能源。远古时期人类以天然的火作为能源现在人类利用的风能，地热，核能等新能源常规能源的大量消耗带来了环境问题
（1）温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳。（2）酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨。煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质。（3）光化学烟雾：氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾，主要成分是臭氧．（4）臭氧层的破坏：臭氧层的存在对吸收紫外线方面起着举足轻重的作用，一旦臭氧层遭到破坏，对生物有害的紫外线会毫无遮拦地照射到地面上，会提高皮肤癌和白内障的发病率，也会影响我们的免疫系统。同时对不同生态系统中生物的生长、发育、繁殖、分布和生物地球化学循环都会造成一系列危害。 .新能源：指目前尚未被人类大规模利用而有待进一步研究、开发和利用的能源，如核能、太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等。 1.无穷无尽的太阳能：太阳以其巨大的、无穷无尽的辐射能形式提供地球最清洁的能源能。
①数量巨大：太阳辐射功率为3.9×1026瓦。能到达地球表面的太阳能每年约为1.3×1010吨标准煤，是目前全世界所消耗的各种能量总和的1×104倍。
②清洁安全：太阳能素有“干净能源”和“安全能源”之称，它不仅毫无污染，也毫无危险。 2.永葆青春的风能：风能是由于太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，而引起的空气流动所产生的能量。整个地球接受到的太阳能辐射能约有0.2%被转换成风能，全球的风能总量估计有1.6×1022J。这是一个巨大的潜在的能源宝库，如果1%被利用，即可满足人类对能量的全部需求。 4.丰富干净的海洋能：包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能等，它们不仅可以再生，还具有不污染环境的优点。据科学家估计，世界海洋能源总量为40多万亿千瓦，这些能量超过目前世界能源消费的一万倍，如果开发出其中一小部分，即可满足人类对能源的全部需求。 潮汐发电站 5.深藏不露的地热能：地球本身是一个巨大的天然储热库。地热能指地球内部可释出来的热量。据估计，从地球内部每年传到地球表面的热量，相当于370亿吨标准煤燃烧时所放出的热量。 地热发电站 6.未来能源的希望——核能：在当前开发和利用的新能源中，核能尤其重要。核能包括裂变能和聚变能，其中受控热核聚变的原料氘和氚可取自海洋，足够人类使用几十亿年，是取之不尽的能源。 秦山核电站1. 能量耗散
2. 环境污染
3. 开发新能源1.下面的叙述中正确的是（ ）
①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
②不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化
③所谓“能源”，指的就是能够提供可利用能量的物质
④能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性
A.①② B. ①②③④ C.③④ D.②③D2.下列说法正确的是 ( )
A.能量的耗散说明自然界中能量是不守恒的
B.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
C.煤炭、石油、天然气、核能都是常规能源
D.具有能量的物质都是能源BC3.根据能的转化和守恒定律，下列说法中正确的是 ( )
A.汽油在气缸燃烧后变成废气排出，说明汽油能量消失了
B.汽油机的效率总小于1，说明能量转化时，总能量是减小的
C.汽油机中，汽油的能量除转化为机械能外，还转化为其它的能量，总能量并未变化
D.机械钟表中，发条的弹性势能全部转化为钟表走动的动能，机械能守恒C1.答：A、D2.解：设通过这个截面的风的发电功率为P则在时间t内通过这个截面的风的质量m=ρ·S·vt ①由能量守恒定律有： ①②联立并代入数值得：P=140000W3.解：由能的转化和守恒定律有： 代入数值得：Δt=19.2℃
