热力学第二定律ppt课件.ppt

1、热力学第二定律热力学第二定律热传导的方向性热传导的方向性高温物体只能高温物体只能“自发地自发地”将热量传给低温物体，而将热量传给低温物体，而低温物体必须要依靠外界的辅助才能将热量传给高低温物体必须要依靠外界的辅助才能将热量传给高温物体。温物体。高温物体低温物体Q Q会自动发生高温物体低温物体Q Q不会自动发生自发地：自发地：没有任何外界的影响或帮助。没有任何外界的影响或帮助。如何实现反向过程？如何实现反向过程？借助外界的帮助借助外界的帮助气体自由膨胀会自动发生不会自动发生气体自动收缩电冰箱1、热传导的方向性：、热传导的方向性： 请分析：冬天，人从屋内走向屋外，感到寒气逼请分析：冬天，人从屋内走

2、向屋外，感到寒气逼人，这个人说：冷空气把人，这个人说：冷空气把“冷冷”传给了传给了“我我” ；或者说：或者说：“我把温度传给了冷空气我把温度传给了冷空气”这些说法这些说法对吗？对吗？请分析：冰箱为什么会把热量从内部传向外部？请分析：冰箱为什么会把热量从内部传向外部？ 热传导是有方向性的，这一过程可以向一个方向自热传导是有方向性的，这一过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反方向却不能自发地进行。要发地进行，但是向相反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，因而实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而产生其它影响或引起其它变化。产生其它影响或引起其它变化。第二类永动机

3、第二类永动机、没有冷凝器的能从单一热源吸收热量并全部、没有冷凝器的能从单一热源吸收热量并全部用来做功而不引起其他变化的热机。用来做功而不引起其他变化的热机。、特征：符合能量守恒定律；不可能引起其他、特征：符合能量守恒定律；不可能引起其他变化变化 。、结论：机械能和内能的转化过程具有方向性，、结论：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，但内能却不能尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其它变化。全部转化为机械能，同时不引起其它变化。第二类永动机第二类永动机没有违背能量守恒定律，但违背了没有违背能量守恒定律，但违背了机械能与内能转化的方向性

4、，所以机械能与内能转化的方向性，所以不可能制成不可能制成。说明：机械能和内能的转化过程是具有方向性。说明：机械能和内能的转化过程是具有方向性。以内燃机为例：气缸中的气体得到燃料燃烧时产生以内燃机为例：气缸中的气体得到燃料燃烧时产生的热量的热量Q1，推动活塞做功，推动活塞做功W，然后排出废气，同时，然后排出废气，同时把热量把热量Q2散发到大气中。散发到大气中。有：有：Q1=W+Q2用用 表示热机做功的效率，则有：表示热机做功的效率，则有： =W/Q1汽油机的效率汽油机的效率20%-30%20%-30%燃气轮机的效率燃气轮机的效率40%40%理想热机也不可能把吸收的能量理想热机也不可能把吸收的能量

5、100%100%地转化成机械地转化成机械能。能。热力学第二定律涉及热现象的物理过程具有方向性。涉及热现象的物理过程具有方向性。表述一：表述一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不产生其他变化。而不产生其他变化。（按热传导的方向性表述）（按热传导的方向性表述）表述二：表述二：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用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。来做功，而不引起其他变化。（按能量转化的方向（按能量转化的方向性表述）性表述）两种表述是等价的。两种表述是等价的。意义：意义：揭示了宏观过程的方向性揭示了宏观过程的方向性; ;在物理、

6、化学、在物理、化学、生物等学科中有重要的应用；对我们认识自然和利生物等学科中有重要的应用；对我们认识自然和利用自然有重要的意义。用自然有重要的意义。例、关于例、关于“永动机永动机”的下列说法中正确的是的下列说法中正确的是 A不消耗任何能量的燃料，却能源源不断地对外不消耗任何能量的燃料，却能源源不断地对外做功的机器是绝对不能制造成功的，因为它违背了做功的机器是绝对不能制造成功的，因为它违背了能的转化和守恒定律能的转化和守恒定律 B只要不违背能的转化和守恒定律的机器总是能只要不违背能的转化和守恒定律的机器总是能够制造成功的够制造成功的 C只从单一热源取热，使之完全变为有用功而不只从单一热源取热，使

7、之完全变为有用功而不产生其他影响的机器是可以制造出来的产生其他影响的机器是可以制造出来的 D热效率是百分之百的热机是绝对不可能制造出热效率是百分之百的热机是绝对不可能制造出来的来的 AD压强P 压强的微观解释压强的微观解释 影响压强的因素影响压强的因素 求气体压强的方法求气体压强的方法 静力学法静力学法 选取与气体接触的物体（如活塞、气缸、选取与气体接触的物体（如活塞、气缸、液柱、小液片等）为研究对象，进行受力液柱、小液片等）为研究对象，进行受力分析，建立平衡方程，求出气体压强。分析，建立平衡方程，求出气体压强。 求图中被封闭气体的压强，管中灌有水银，求图中被封闭气体的压强，管中灌有水银，大气

8、压强大气压强P0P076cmHg76cmHg。 如图所示，一个横截面积为如图所示，一个横截面积为S S的圆筒形容器的圆筒形容器竖直放立，竖直放立， 活塞上表面水平，下表面与活塞上表面水平，下表面与水平面夹角为水平面夹角为，活塞质量为，活塞质量为M M，不计活塞，不计活塞与筒壁的摩擦，大气压强为与筒壁的摩擦，大气压强为P0P0，求筒内气，求筒内气体压强体压强P P。动力学法动力学法 如图所示，长如图所示，长12cm12cm的汞柱在玻璃管封住一的汞柱在玻璃管封住一定质量气体，若试管在倾角定质量气体，若试管在倾角3030的光滑斜的光滑斜面上自由滑下，则面上自由滑下，则A A气体压强为气体压强为 如图

9、所示，质量为如图所示，质量为M M的气缸放在光滑水平地的气缸放在光滑水平地面上，活塞质量为面上，活塞质量为m m，面积为，面积为S S。封住一部。封住一部分气体，不计摩擦，大气压强为分气体，不计摩擦，大气压强为P0P0，若在，若在活塞上加一水平向左的恒力活塞上加一水平向左的恒力F F，求气缸、活，求气缸、活塞共同加速运动时，缸内气体的压强。塞共同加速运动时，缸内气体的压强。（设温度不变）（设温度不变）练习练习. .横截面积为横截面积为3 dm3 dm2 2的圆筒内装有的圆筒内装有0.6 0.6 kgkg的水，太阳光垂直照射了的水，太阳光垂直照射了2 min2 min，水温升，水温升高了高了11，设太阳能只有，设太阳能只有45%45%到达地面，试到达地面，试估算出太阳的全部辐射功率为多少？（保估算出太阳的全部辐射功率为多少？（保留留1 1位有效数字，设太阳与地球之间平均距位有效数字，设太阳与地球之间平均距离为离为1.51.510101111m m）。）。41026W