高二 粵教版 物理選擇性必修3 第三單元《第三節(jié) 熱力學(xué)第二定律》課件

第三節(jié)

熱力學(xué)第二定律高二—粵教版—物理選擇性必修3—第三單元觀看視頻一、熱傳導(dǎo)的方向性克勞修斯的表述：熱量不能自動地從低溫物體傳遞到高溫物體。或者說，不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化。一、熱傳導(dǎo)的方向性二、機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性Q1Q2W液態(tài)的氨氣態(tài)的氨吸熱做功第二類永動機(jī)二、機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性Q1Q2W開爾文的表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。三、擴(kuò)散的方向性如圖所示是兩個(gè)相同的容器，容器A中裝有氣體，容器B是真空，打開閥門K，容器A中的氣體會自發(fā)向容器B擴(kuò)散，最后兩個(gè)容器都充滿壓強(qiáng)相等的氣體，這個(gè)過程被稱為自由膨脹。四、熱力學(xué)第二定律克勞修斯的表述：熱量不能自動地從低溫物體傳遞到高溫物體?；蛘哒f，不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化。開爾文的表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。四、熱力學(xué)第二定律Q1Q2W五、熱力學(xué)第二定律克勞修斯的表述：熱量不能自動地從低溫物體傳遞到高溫物體?；蛘哒f，不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化。開爾文的表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。節(jié)約能源。六、熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用例1：有人設(shè)想如圖所示的裝置(假設(shè)活塞與缸壁無摩擦)，并提出“理想氣體可從單一熱源吸熱并進(jìn)行等溫膨脹，從而實(shí)現(xiàn)百分之百對外做功”。這引發(fā)了同學(xué)們的爭論:有同學(xué)認(rèn)為是可能實(shí)現(xiàn)的，有的同學(xué)則認(rèn)為不可能。你贊同哪一種觀點(diǎn)?為什么?六、熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用根據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律，如果氣體進(jìn)行等溫膨脹，即氣體溫度不變，體積增大，則氣體壓強(qiáng)應(yīng)減小，而從圖中可知，該氣體壓強(qiáng)是恒定的。顯然該氣體是不可能進(jìn)行等溫膨脹的。事實(shí)上，該過程是一個(gè)等壓膨脹的過程，氣體壓強(qiáng)不變，體積增大，溫度升高，內(nèi)能增大，氣體吸收的熱量不可能百分之百對外做功。六、熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用例2：目前，市場上有一種叫“空氣能熱水器”的產(chǎn)品受到了大家的熱捧，空氣能熱水器通過空氣中的熱量來揭高水溫，其消耗的電能僅僅壓縮機(jī)用來搬運(yùn)空氣所用的能量，據(jù)說其“熱效率可達(dá)300%以上"。"熱效率可達(dá)300%以上”的說法是否屬實(shí)？Q1Q2W答：熱機(jī)從高溫?zé)嵩次諢崃?，一部分用來做功，一部分向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃?，那么從做功效率的角度來講，做功的部分小于吸收熱量的部分，也就是內(nèi)能沒辦法全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，也就是熱機(jī)效率小于100%。例3：下列說法正確的是(

)A.第二類永動機(jī)違背了能量守恒定律B.第二類永動機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律C.根據(jù)能量守恒定律，經(jīng)過不斷的技術(shù)改造，熱機(jī)的效率有可能達(dá)到100%D.電冰箱和空調(diào)機(jī)工作時(shí)，熱量從低溫?zé)嵩磦鞯礁邷責(zé)嵩矗`背了熱力學(xué)第二定律答：第二類永動機(jī)沒有違背能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律，A錯(cuò)誤，B正確；熱機(jī)的效率永遠(yuǎn)小于100%，因?yàn)橐虻蜏責(zé)嵩瓷幔珻錯(cuò)誤；電冰箱和空調(diào)機(jī)工作時(shí)，是通過壓縮機(jī)做功，來實(shí)現(xiàn)熱量從低溫?zé)嵩吹礁邷責(zé)嵩吹膫鬟f，所以并沒有違背熱力學(xué)第二定律，D錯(cuò)誤。例4.(多選)根據(jù)熱力學(xué)第二定律，下列判斷正確的是(

)A.電能不可能全部變?yōu)閮?nèi)能B.在火力發(fā)電機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔蹸.熱機(jī)中，燃?xì)鈨?nèi)能不可能全部變?yōu)闄C(jī)械能D.在熱傳導(dǎo)中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體答：根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，電能可全部變?yōu)閮?nèi)能(由焦耳定律可知)，而內(nèi)能不可能全部變成電能，而不產(chǎn)生其他影響。機(jī)械能可全部變?yōu)閮?nèi)能，而內(nèi)能不可能全部變成機(jī)械能.在熱傳導(dǎo)中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體。課堂小結(jié)熱傳遞具有方向性熱力學(xué)第二定律克勞修斯的表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化。內(nèi)能和機(jī)械能轉(zhuǎn)化過程具有方向性熱力學(xué)第二定律開爾文的表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。熱力學(xué)第二定律：兩種表述是等價(jià)的。熱力學(xué)第二定律謝謝觀看！熱力學(xué)第二定律答疑高二—粵教版—物理—選擇性必修3第三章1.“電冰箱和空調(diào)機(jī)工作時(shí)，熱量從低溫?zé)嵩磦鞯礁邷責(zé)嵩?，違背了熱力學(xué)第二定律”，這種說法是否正確？答：電冰箱和空調(diào)機(jī)工作時(shí)，是通過壓縮機(jī)做功，來實(shí)現(xiàn)熱量從低溫?zé)嵩吹礁邷責(zé)嵩吹膫鬟f，所以并沒有違背熱力學(xué)第二定律，該說法錯(cuò)誤。熱力學(xué)第二定律的完整表述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化?！?.“熱機(jī)中，燃?xì)鈨?nèi)能不可能全部變?yōu)闄C(jī)械能”這種說法正確嗎？答：根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，機(jī)械能可全部變?yōu)閮?nèi)能，而內(nèi)能不可能全部變成機(jī)械能。Q1Q2W

3.在一個(gè)密閉隔熱的房間里，有一電冰箱正在工作，如果打開電冰箱的門，過一段時(shí)間后，房間的溫度會如何變化？為什么？答：冰箱只是把冰箱內(nèi)的熱量移到外面，但在絕熱的密封艙中，冰箱門打開，整個(gè)房間內(nèi)的熱量應(yīng)該是不變的，但是整個(gè)過程中還有電在做功，產(chǎn)生焦耳熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)能量守恒可知室內(nèi)溫度升高了，這符合熱力學(xué)第二定律，也就是熱量從低溫到高溫不是自發(fā)進(jìn)行，是要付出的代價(jià)。4.“制冷系統(tǒng)將冰箱里的熱量傳給外界較高溫度的空氣中，而不引起其他變化”該說法是否正確？答：熱傳遞過程也具有方向性，熱量能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，但是熱量要從低溫物體傳到高溫物體，必然要引起其他變化(外界對系統(tǒng)做功)，故該說法錯(cuò)誤。5.“沒有冷凝器，只有單一的熱源，能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做功，而不引起其他變化的熱機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)的