人教版高中物理选修3 3课件《热力学第二定律》 新人教.pptx

1、灿若寒星整理制作灿若寒星整理制作热力学第二定律ks5u精品课件 一一、学学习习目目标标:1.了了解解热热传传导导过过程程的的方方向向性性。2.了了解解什什么么是是第第二二类类永永动动机机，为为什什么么第第二二类类永永动动机机不不可可能能制制成成。3.了了解解热热力力学学第第二二定定律律的的两两种种不不同同的的表表述述，以以及及这这两两种种表表述述的的物物理理实实质质。ks5u精品课件 二二、重重点点和和难难点点：重重点点：热热力力学学第第二二定定律律的的物物理理实实质质和和两两种种常常见见的的表表述述 难难点点：两两类类永永动动机机的的区区别别，第第二二类类永永动动机机不不可可能能制制成成的的

2、原原因因ks5u精品课件三三、教教学学过过程程：引引入入新新课课：任任何何物物体体都都具具有有内内能能，在在地地球球上上贮贮存存量量十十分分丰丰富富的的海海水水总总质质量量约约达达1.41018吨吨，它它的的温温度度只只要要降降低低1oC，就就能能释释放放相相当当于于1800万万个个功功率率为为100万万千千瓦瓦的的核核电电站站一一年年的的发发电电量量，足足够够全全世世界界使使用用4000年年。而而人人类类都都不不能能利利用用这这种种“新新能能源源”，究究其其原原因因，是是因因为为涉涉及及物物理理学学的的一一个个基基本本定定律律热热力力学学第第二二定定律律ks5u精品课件 新新课课教教学学：(

3、一一)、热热传传导导的的方方向向性性 1实实例例：热热量量会会自自动动地地从从高高温温物物体体传传给给低低温温度度物物体体。2热热传传导导的的过过程程具具有有方方向向性性 3自自然然界界中中进进行行的的涉涉及及热热现现象象的的宏宏观观过过程程都都具具有有方方向向性性。ks5u精品课件 1实实例例：热热量量会会自自动动地地从从高高温温物物体体传传给给低低温温度度物物体体。注注意意这这里里所所说说“自自发发地地”是是指指没没有有任任何何外外界界的的影影响响或或帮帮助助，电电冰冰箱箱工工作作时时能能将将冰冰箱箱内内(温温度度较较低低)的的热热量量，传传给给外外界界空空气气(温温度度较较高高)，是是因

4、因为为电电冰冰箱箱消消耗耗了了电电能能，对对制制冷冷系系统统做做了了功功。ks5u精品课件 2热热传传导导的的过过程程具具有有方方向向性性 热热传传导导的的过过程程可可以以向向一一个个方方向向自自发发地地进进行行(热热量量从从高高温温物物体体自自发发地地传传给给低低温温物物体体)；但但向向相相反反的的方方向向不不会会自自发发地地产产生生(热热量量不不会会自自发发地地从从低低温温物物体体传传给给高高温温物物体体)，只只有有借借助助外外界界的的帮帮助助才才能能进进行行。ks5u精品课件热热机机：是是一一种种把把热热机机效效率率：由由能能量量守守恒恒定定律律知知道道Q1=W+Q2热热机机的的效效率率

5、1QW内内燃燃机机原原理理：燃燃料料燃燃烧烧产产生生热热量量Q1（高高温温热热库库）推推动动活活塞塞对对外外做做功功W排排出出废废气气向向外外界界（低低温温热热库库）放放热热Q2高高温温热热库库低低温温热热库库Q1Q2对对外外做做功功热机W热热机机的的效效率率小小于于100%，就就不不可可能能把把从从高高温温热热源源吸吸收收的的热热量量全全部部转转化化为为机机械械能能，总总有有一一部部分分热热量量散散发发到到冷冷凝凝器器中中。（二二）机机械械能能与与内内能能转转化化的的方方向向性性ks5u精品课件(二二)第第二二类类永永动动机机 1第第二二类类永永动动机机：人人们们把把想想象象中中能能够够从从

6、单单一一热热源源吸吸收收热热量量，全全部部用用来来做做功功而而不不引引起起其其他他变变化化的的热热机机叫叫做做第第二二类类永永动动机机。2第第二二类类永永动动机机不不可可能能制制成成 表表示示机机械械能能和和内内能能的的转转化化过过程程具具有有方方向向性性尽尽管管机机械械能能可可以以全全部部转转化化为为内内能能，内内能能却却不不能能全全部部转转化化成成机机械械能能，同同时时不不引引起起其其他他变变化化ks5u精品课件 3第第一一类类永永动动机机和和第第二二类类永永动动机机 它它们们都都不不可可能能制制成成，第第一一类类永永动动机机的的设设想想违违反反了了能能量量守守恒恒定定律律；第第二二类类永

7、永动动机机的的设设想想虽虽不不违违反反能能量量守守恒恒定定律律，但但违违背背了了跟跟热热现现象象相相联联系系的的宏宏观观自自然然过过程程具具有有方方向向性性的的规规律律。ks5u精品课件ks5u精品课件(三三)热热力力学学第第二二定定律律 1热热力力学学第第二二定定律律常常见见的的两两种种表表述述：(1)按按热热传传递递的的方方向向性性来来表表述述：不不可可能能使使热热量量从从低低温温物物体体传传到到高高温温物物体体，而而不不引引起起其其他他变变化化-克克劳劳修修斯斯表表述述(2)按按机机械械能能与与内内能能转转化化过过程程的的方方向向性性来来表表述述：不不可可能能从从单单一一热热库库吸吸收收

8、热热量量并并把把它它全全部部用用来来做做功功，而而不不引引起起其其他他变变化化-开开尔尔文文表表述述ks5u精品课件 2两两种种表表述述是是等等价价的的 可可以以从从一一种种表表述述导导出出另另一一种种表表述述，两两种种表表述述都都称称为为热热力力学学第第二二定定律律 3热热力力学学第第二二定定律律的的意意义义 提提示示了了有有大大量量分分子子参参与与的的宏宏观观过过程程的的方方向向性性，是是独独立立于于热热力力学学第第一一定定律律的的一一个个重重要要自自然然规规律律ks5u精品课件五五、例例题题分分析析：例例1根根据据热热力力学学第第二二定定律律，下下列列判判断断正正确确的的是是 A.电电流

9、流的的能能不不可可能能全全部部变变为为内内能能 B在在火火力力发发电电机机中中，燃燃气气的的内内能能不不可可能能全全部部变变为为电电能能 C热热机机中中，燃燃气气内内能能不不可可能能全全部部变变为为机机械械能能 D在在热热传传导导中中，热热量量不不可可能能自自发发地地从从低低温温物物体体传传递递给给高高温温度度物物体体ks5u精品课件 解解析析根根据据热热力力学学第第二二定定律律可可知知，凡凡与与热热现现象象有有关关的的宏宏观观过过程程都都具具有有方方向向性性，电电流流的的能能可可全全部部变变为为内内能能(由由电电流流热热效效应应中中的的焦焦耳耳定定律律可可知知)，而而内内能能不不可可能能全全

10、部部变变成成电电流流的的能能机机械械能能可可全全部部变变为为内内能能，而而内内能能不不可可能能全全部部变变成成机机械械能能，在在热热传传导导中中，热热量量只只能能自自发发地地从从高高温温物物体体传传递递给给低低温温物物体体，而而不不能能自自发发地地从从低低温温物物体体传传递递给给高高温温物物体体，所所以以选选项项B、C、D正正确确ks5u精品课件例例2第第二二类类永永动动机机不不可可以以制制成成，是是因因为为A.违违背背了了能能量量的的守守恒恒定定律律B热热量量总总是是从从高高温温物物体体传传递递到到低低温温物物体体C机机械械能能不不能能全全部部转转变变为为内内能能D内内能能不不能能全全部部转

11、转化化为为机机械械能能，同同时时不不引引起起其其他他变变化化ks5u精品课件 解解析析第第二二类类永永动动机机设设想想虽虽然然符符合合能能量量守守恒恒定定律律，但但是是违违背背了了能能量量转转化化中中有有些些过过程程是是不不可可逆逆的的规规律律。所所以以不不可可能能制制成成，选选项项D正正确确ks5u精品课件 例例3试试对对热热力力学学第第一一定定律律和和热热力力学学第第二二定定律律做做一一简简单单的的评评析析 解解析析热热力力学学第第一一定定律律和和热热力力学学第第二二定定律律是是构构成成热热力力学学知知识识的的理理论论基基础础，前前者者对对自自然然过过程程没没有有任任何何限限制制，只只指指

12、出出在在任任何何热热力力学学过过程程中中能能量量不不会会有有任任何何增增加加或或损损失失，反反映映的的是是物物体体内内能能的的变变化化与与热热量量、做做功功的的定定量量关关系系；后后者者则则是是解解决决哪哪些些过过程程可可以以自自发发地地发发生生，哪哪些些过过程程必必须须借借助助于于外外界界条条件件才才能能进进行行。ks5u精品课件六六、小小结结：热热力力学学第第二二定定律律有有常常见见的的两两种种表表述述，提提示示了了有有大大量量分分子子参参与与的的宏宏观观过过程程(即即与与热热现现象象有有关关的的宏宏观观过过程程)的的方方向向性性，第第二二类类永永动动机机不不可可能能制制成成。ks5u精品

13、课件七、巩固练习 1.下下列列哪哪些些物物理理过过程程具具有有方方向向性性 A.热热传传导导过过程程 B机机械械能能和和内内能能的的转转化化过过程程 C气气体体的的扩扩散散过过程程 D气气体体向向真真空空中中膨膨胀胀的的过过程程。答答案案：ks5u精品课件上题答案：ABCD 2.热热机机是是一一种种_的的装装置置，热热机机做做的的功功和和它它从从热热源源吸吸收收热热量量的的比比值值叫叫做做热热机机的的_答答案案：ks5u精品课件2答答案案：把把内内能能转转化化为为机机械械能能；效效率率 3.热热力力学学第第二二定定律律使使人人们们认认识识到到，自自然然界界中中进进行行的的涉涉及及_现现象象的的

14、宏宏观观过过程程都都具具有有_性性，例例如如机机械械能能可可以以_转转化化为为内内能能，但但内内能能_全全部部转转化化为为机机械械能能，而而不不引引起起其其他他变变化化ks5u精品课件3答案：热；方向；全部；不能。4.什什么么是是第第二二类类永永动动机机?为为什什么么第第二二类类永永动动机机不不可可能能造造成成?答答：能能够够从从单单一一热热源源吸吸收收热热量量并并把把它它全全部部用用来来做做功功，而而不不引引起起其其他他变变化化的的热热机机称称为为第第二二类类永永动动机机。第第二二类类永永动动机机不不可可能能制制成成的的原原因因是是因因为为机机械械能能和和内内能能转转化化过过程程具具有有方方

15、向向性性，尽尽管管机机械械能能可可以以全全部部转转化化为为内内能能，但但内内能能却却不不能能全全部部转转化化为为机机械械能能，而而不不引引起起其其他他变变化化。ks5u精品课件6.试试述述热热力力学学第第一一定定律律和和热热力力学学第第二二定定律律的的区区别别与与联联系系 解解答答：热热力力学学第第一一定定律律指指出出了了在在任任何何热热力力学学过过程程中中，能能量量不不会会有有任任何何增增减减或或损损失失，对对自自然然过过程程也也没没有有限限制制；而而热热力力学学第第二二定定律律是是解解决决了了哪哪些些过过程程可可以以发发生生。两两个个定定律律从从不不同同角角度度揭揭示示了了热热力力学学过过程程中中遵遵从从的的规规律律，既既相相互互独独立立，又又相相互互补补充充，共共同同构构成成了了热热力力学学知知识识的的理理论论基基础础ks5u精品课件