沪教版高中物理选修3-3课件 4.3热力学第二定律28张PPT

课件28张PPT。热力学第二定律第二类永动机
不满足热力学第二定律第一类永动机
不满足能量守恒定律关于物体内能的变化，以下说法正确的是
A.物体吸收热量，内能一定增大
B.物体对外做功，内能一定减少
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，内能可能不变地球上有大量的海水，它的总质量均为1.4×1018 t，只要这些海水的温度降低0.1℃，能释放出多少能量？已知水的比热c=4.2×103J/（kg·0c)能放出5.8×1023 J的能量，这相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量 讨 论 问 题3. 热力学第二定律有哪种表述?其内容各是什么？2.什么是第二类永动机？不能制成第二类永动机说明了什么？1.何谓热传导的方向性？试举例说明。4. 热学过程方向性实例 电冰箱的内部温度比外部温度低，为什么致冷系统还能不断地把箱内热量传给外界的空气？贮藏的食品大气电冰箱制冷系统做功问题1： 热传导过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行。要实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化。 一个在水平地面上的物体，由于克服摩擦力做功，最后要停下来。在这个过程中，物体的动能转化成为内能，使物体和地面的温度升高。 有人提出这样一种设想，发明一种热机，用它把物体与地面摩擦所生的热量都吸收过来并对物体做功，将内能全部转化为动能，使因摩擦停止运动的物体在地面上重新运动起来，而不引起其它变化． 排出废气，同时把热量Q2散发到大气中。气缸中的气体得到燃料燃烧时产生的热量Q1推动活塞做功WQ1=W+Q2热机是一种把内能转化为机械能的装置冷凝器热机做功机械能 机械能和内能的转化过程具有方向性。机械能 内能机械能 内能×第二类永动机冷凝器？Q1=W第二类永动机不可能制成热力学第二定律 热力学第二定律表述1：
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它变化。问题2： 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(没有冷凝器)。 第二类永动机不能制成说明热机的效率不可能达到100％，表示机械能向内能转化过程的不可逆性（机械能可以全部转化成内能，但内能却不能全部转化成机械能，同时不引起其他变化）。自然界中宏观的热现象都具有方向性。
打开阀门，容器A中的气体会自发地向容器B中膨胀。最后两容器都充满气体。打开阀门 容器B中的气体能否自发地流入容器A,使B中成为真空??问题3：热力学第二定律的两种常用表述：第一种表述：不可能使热量由低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。第二种表述：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。 这两种表述是等价的，可以从一种表述导出另一种表述还可以导出其他表述。2、扩散现象有方向性 “气体向真空中绝热自由膨胀的过程是不可逆的”3、能量转化有方向性功 ? 热：可自动进行
(如摩擦生热、焦耳实验) 热 ? 功：不可自动进行
(焦耳实验中，不可能水温自动降低推动叶片而使重物升高) 例题分析： [例1]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．[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．例2.如图所示文艺复兴时期意大利的达·芬奇造了一个永动机装置。他设计时认为，右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息 ( )
A．这是第一类永动机
B．这是第二类永动机
C．它不可能成功，因为违反能的转化及守恒定律
D．它不可能成功，因为违反热力学第二定律AC例3.下列说法正确的是 ( )
A．在自然条件下，热传递的过程是不可逆的
B．热量不可能由高温物体传递给低温物体
C．气体的扩散过程具有方向性 D．一切形式能量转化都不具有方向性AC例4.下列说法中可行的是 ( )
① 将地球上所有海水的温度降低0.1℃，以放出大量内能供人类使用
② 制造一种机器，把物体与地面摩擦所产生的热量全部收集起来再全部加以使用
③ 建造一只可以从海洋中提取热量的船，把热量转化为机械能，驱动螺旋桨旋转
④ 制造一种效率为100％的热机
A.．①可行 B．①④可行 C．②④可行 D．①②③④都不可行D例5.根据热力学第二定律，可知下列说法中正确的是（ ）
A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化
B．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其它的变化的热机是可实现的
C．致冷系统能将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中而不引起其它变化
D．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AD例6.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例7.根据热力学定律和分子动理论，可知下列说法中正确的是（ 　）
A．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其它变化
B．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的
C．分子间的作用力总是随分子间的距离增大而减小
D．温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大B例8.用两种不同的金属丝组成一个回路，触点1插在热水中，触点2插在冷水中，如图所示，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象。下列有关温差发电现象的说法中，正确的是（ ）
A．该实验符合能量转化守恒定律，
但违背了热力学第二定律
B．该实验中有部分内能转化为电路的电能
C．该实验中热水的温度降低，冷水的温度不变
D．该实验中热水的温度降低，冷水的温度升高BDBD? ??能量守恒定律是自然界中普遍存在的规律，该实验符合能量守恒定律，但并不违背热力学第二定律，A错。电路中有电流产生对应的电能是由水的部分内能转化来的，B正确。本实验中从热水中吸收热量，一部分消耗在电路中，一部分使冷水的温度升高，所以D正确，C错误。 正确答案为BD。