熱力學第二定律.

1、精選ppt10.4 10.4 熱力學第二定律熱力學第二定律精選ppt 我們在初中學過，當物體溫度升高時，就我們在初中學過，當物體溫度升高時，就要吸收熱量；當物體溫度降低時，就要放出要吸收熱量；當物體溫度降低時，就要放出熱量。而且熱量公式熱量。而且熱量公式Q = cmQ = cmt t，這里有一，這里有一個有趣的問題：地球上有大量的海水個有趣的問題：地球上有大量的海水, ,它的它的總質(zhì)量約為總質(zhì)量約為1.41.4101018 18 t , t , 如果這些海水的溫如果這些海水的溫度降低度降低0.10.1o oC,C,將要放出多少焦耳的熱量將要放出多少焦耳的熱量? ?海海水的比熱容為水的比熱容為C

2、=4.2C=4.210103 3J/(kg)J/(kg)放出放出5.85.810102323J J的熱量，這相當于的熱量，這相當于18001800萬個核萬個核電站一年的發(fā)電量電站一年的發(fā)電量 精選ppt熱量從溫度高的物體熱量從溫度高的物體自發(fā)地自發(fā)地傳給溫度低的物體傳給溫度低的物體“自發(fā)地自發(fā)地”，指的是沒有任何外界的影響或幫助。，指的是沒有任何外界的影響或幫助。 有沒有可能發(fā)生這樣地現(xiàn)象，熱量自發(fā)地從低溫物體傳有沒有可能發(fā)生這樣地現(xiàn)象，熱量自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體，使低溫物體的溫度越來越低，高溫物體的溫給高溫物體，使低溫物體的溫度越來越低，高溫物體的溫度越來越高。度越來越高。精選ppt電

3、冰箱內(nèi)部的溫度比外部低，為什么致冷系統(tǒng)還能電冰箱內(nèi)部的溫度比外部低，為什么致冷系統(tǒng)還能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳給外界的空氣？夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳給外界的空氣？這是因為電冰箱消耗了電能，對致冷系統(tǒng)做了功。這是因為電冰箱消耗了電能，對致冷系統(tǒng)做了功。一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內(nèi)部的熱量傳給一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內(nèi)部的熱量傳給外界的空氣了。相反，外界的熱量會自發(fā)地傳給電外界的空氣了。相反，外界的熱量會自發(fā)地傳給電冰箱，使其溫度逐漸升高。冰箱，使其溫度逐漸升高。精選ppt貯藏的貯藏的食品食品大氣大氣電冰箱制冷系統(tǒng)精選ppt 熱量卻不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體熱量卻不能自發(fā)地從低溫物

4、體傳向高溫物體 要將熱量從低溫物體傳向高溫物體，必須有外要將熱量從低溫物體傳向高溫物體，必須有外界的影響和幫助，就是要有外界對其做功才能完界的影響和幫助，就是要有外界對其做功才能完成成熱傳導的方向性熱傳導的方向性：兩個溫度不同的物體相互接觸：兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體；要時，熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體；要實現(xiàn)相反過程，必須借助外界的幫助，因而產(chǎn)生實現(xiàn)相反過程，必須借助外界的幫助，因而產(chǎn)生其他影響或引起其他變化。其他影響或引起其他變化。精選ppt結(jié)論結(jié)論: :熱力學第二定律的一種表述熱力學第二定律的一種表述: :熱量不熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫

5、物體。能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。這是這是熱力學第二定律的克勞修斯表述。熱力學第二定律的克勞修斯表述。熱力學第二定律的克勞修斯表述實熱力學第二定律的克勞修斯表述實質(zhì)上就是：質(zhì)上就是：熱傳遞過程是不可逆的。熱傳遞過程是不可逆的。（按照熱傳遞的方向性來表述的）（按照熱傳遞的方向性來表述的）精選ppt 一個在水平地面上的物體，一個在水平地面上的物體，由于克服摩擦力做功，最后由于克服摩擦力做功，最后要停下來。在這個過程中，要停下來。在這個過程中，物體的動能轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能，物體的動能轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能，使物體和地面的溫度升高。使物體和地面的溫度升高。精選ppt降溫 我們能不能看到這樣的現(xiàn)象：一我們能不能看到

6、這樣的現(xiàn)象：一個放在水平地面上的物體，靠降低個放在水平地面上的物體，靠降低溫度，可以把內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為動溫度，可以把內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為動能，使這個物體運動起來能，使這個物體運動起來精選ppt思考討論下列問題：思考討論下列問題：1.1.前面我們學習了第一類永動機，不能制成的原因是前面我們學習了第一類永動機，不能制成的原因是什么？什么？ （違背了能量守恒）（違背了能量守恒）2.2.熱機是一種把什么能轉(zhuǎn)化成什么能的裝置？熱機是一種把什么能轉(zhuǎn)化成什么能的裝置？(熱機是一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的裝置熱機是一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的裝置)3.3.熱機的效率能否達到熱機的效率能否達到100%100%？( (熱機的

7、效率不能達到熱機的效率不能達到100%)100%)精選ppt以內(nèi)燃機為例，氣缸中的氣以內(nèi)燃機為例，氣缸中的氣體得到燃燒時產(chǎn)生的熱量為體得到燃燒時產(chǎn)生的熱量為QQ1 1，推動活塞做工，推動活塞做工WW，然，然后排出廢氣，同時把熱量后排出廢氣，同時把熱量QQ2 2散發(fā)到大氣中，散發(fā)到大氣中，由能量守恒定律可知：由能量守恒定律可知：QQ1 1 = W + Q= W + Q2 2我們把熱機做的功我們把熱機做的功WW和它和它從熱源吸收的熱量從熱源吸收的熱量QQ1 1的比的比值叫做熱機的效率，用值叫做熱機的效率，用 表表示示=W / Q=W / Q1 1精選ppt實際上熱機不能把得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械實

8、際上熱機不能把得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，熱機必須有熱源和冷凝器，熱機工作時，能，熱機必須有熱源和冷凝器，熱機工作時，總要向冷凝器散熱，不可避免的要由工作物質(zhì)總要向冷凝器散熱，不可避免的要由工作物質(zhì)帶走一部分熱量帶走一部分熱量QQ2 2，所以有：，所以有：QQ1 1WW因此，熱機的效率不可能達到因此，熱機的效率不可能達到100%100%，汽車上，汽車上的汽油機械效率只有的汽油機械效率只有20%20%30%30%，蒸汽輪機的，蒸汽輪機的效率比較高，也只能達到效率比較高，也只能達到60%60%，即使是理想熱，即使是理想熱機，沒有摩擦，也沒有漏氣等能量損失，它也機，沒有摩擦，也沒有漏氣等能量損失，它

9、也不可能把吸收的熱量百分之百的轉(zhuǎn)化成機械能，不可能把吸收的熱量百分之百的轉(zhuǎn)化成機械能，總要有一部分散發(fā)到冷凝器中?？傄幸徊糠稚l(fā)到冷凝器中。熱轉(zhuǎn)換為功的過程也是不可逆的，具有方向性。熱轉(zhuǎn)換為功的過程也是不可逆的，具有方向性。精選ppt機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性 機械能可以全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能機械能可以全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機械能，同時不引起其他變化。全部轉(zhuǎn)化成機械能，同時不引起其他變化。 不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功成功, ,而不產(chǎn)生其他影響。而不產(chǎn)生其他影響。熱力學第二定律的開爾文

10、表述熱力學第二定律的開爾文表述（機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化具有方向性）（機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化具有方向性）精選ppt第二類永動機：人們把想象中能夠從單第二類永動機：人們把想象中能夠從單一熱源吸收熱量，全部用來做功而不一熱源吸收熱量，全部用來做功而不引起其他變化的熱機叫做第二類永動引起其他變化的熱機叫做第二類永動機。機。第二類永動機不可能制成第二類永動機不可能制成精選ppt定律的兩種表述 第二類永動機是不可能制成的第二類永動機是不可能制成的) )精選ppt兩種表述是等價的兩種表述是等價的 可以從一種表述導出另一種表述，兩種可以從一種表述導出另一種表述，兩種表述都稱為熱力學第二定律表述都稱為熱力學第二定律熱力學第

11、二定律的意義熱力學第二定律的意義 1 1）提示了有大量分子參與的宏觀過程的方向）提示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性，是獨立于熱力學第一定律的一個重要自性，是獨立于熱力學第一定律的一個重要自然規(guī)律然規(guī)律 2 2）對生活實踐的指導作用）對生活實踐的指導作用精選ppt 熱力學第二定律揭示了有大量分子參與的宏觀過程的熱力學第二定律揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性。（自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具方向性。（自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性）。有方向性）。不管如何表述，熱力學第二定律的實質(zhì)在于揭示了：不管如何表述，熱力學第二定律的實質(zhì)在于揭示了：一一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀

12、過程都是不可逆的。切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是不可逆的。違背熱力學第一定律的過程都不可能發(fā)生。違背熱力學第一定律的過程都不可能發(fā)生。不違背熱力學第一定律的過程不一定都可以發(fā)生。不違背熱力學第一定律的過程不一定都可以發(fā)生。自然過程是按一定方向進行的。自然過程是按一定方向進行的。精選ppt1 1、熱傳導的方向性、熱傳導的方向性2 2、擴散現(xiàn)象有方向性、擴散現(xiàn)象有方向性ABAB “氣體向真空中絕熱自由膨脹的過程是氣體向真空中絕熱自由膨脹的過程是不不可逆可逆的的”精選ppt熱熱 功：功：不可自動進行不可自動進行( (焦耳實驗中，不可能水溫自動焦耳實驗中，不可能水溫自動降低推動葉片而使重物升高降低推

13、動葉片而使重物升高) ) 水水葉片葉片焦耳實驗焦耳實驗 精選ppt第一類永動機和第二類永動機比較第一類永動機和第二類永動機比較精選pptv熱力學第一定律和熱力學第二定律熱力學第一定律和熱力學第二定律 熱力學第一定律和熱力學第二定律是熱力學第一定律和熱力學第二定律是構(gòu)成熱力學知識的理論基礎(chǔ)，前者對自然構(gòu)成熱力學知識的理論基礎(chǔ)，前者對自然過程沒有任何限制，只指出在任何熱力學過程沒有任何限制，只指出在任何熱力學過程中能量不會有任何增加或損失，反映過程中能量不會有任何增加或損失，反映的是物體內(nèi)能的變化與熱量、做功的定量的是物體內(nèi)能的變化與熱量、做功的定量關(guān)系；后者則是解決哪些過程可以自發(fā)地關(guān)系；后者則

14、是解決哪些過程可以自發(fā)地發(fā)生，哪些過程必須借助于外界條件才能發(fā)生，哪些過程必須借助于外界條件才能進行。進行。精選pptv 例例11根據(jù)熱力學第二定律，下列判斷正確的是根據(jù)熱力學第二定律，下列判斷正確的是vA. A. 電流的能不可能全部變?yōu)閮?nèi)能電流的能不可能全部變?yōu)閮?nèi)能vB B在火力發(fā)電機中，燃氣的內(nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔茉诨鹆Πl(fā)電機中，燃氣的內(nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔躹CC熱機中，燃氣內(nèi)能不可能全部變?yōu)闄C械能熱機中，燃氣內(nèi)能不可能全部變?yōu)闄C械能vD D在熱傳導中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫在熱傳導中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫度物體度物體v 解析解析 根據(jù)熱力學第二定律可知，凡與

15、熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過根據(jù)熱力學第二定律可知，凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，電流的能可全部變?yōu)閮?nèi)能程都具有方向性，電流的能可全部變?yōu)閮?nèi)能( (由電流熱效應由電流熱效應中的焦耳定律可知中的焦耳定律可知) )，而內(nèi)能不可能全部變成電流的能機，而內(nèi)能不可能全部變成電流的能機械能可全部變?yōu)閮?nèi)能，而內(nèi)能不可能全部變成機械能，在熱械能可全部變?yōu)閮?nèi)能，而內(nèi)能不可能全部變成機械能，在熱傳導中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，而不傳導中，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，所以選項能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體，所以選項B B、CC、D D正正確確精選pp

16、t例例2.2.如圖所示文藝復興時期意大利的達如圖所示文藝復興時期意大利的達芬奇造芬奇造了一個永動機裝置。他設計時認為，右邊的重球了一個永動機裝置。他設計時認為，右邊的重球比左邊的重球離輪心更遠些，在兩邊不均衡的作比左邊的重球離輪心更遠些，在兩邊不均衡的作用下會使輪子沿箭頭方向轉(zhuǎn)動不息用下會使輪子沿箭頭方向轉(zhuǎn)動不息 ( )( )A A這是第一類永動機這是第一類永動機B B這是第二類永動機這是第二類永動機CC它不可能成功，因為違反能的轉(zhuǎn)化及守恒定它不可能成功，因為違反能的轉(zhuǎn)化及守恒定律律D D它不可能成功，因為違反熱力學第二定律它不可能成功，因為違反熱力學第二定律AC精選ppt例例3.3.下列說法

17、正確的是下列說法正確的是 ( ) ( ) A A在自然條件下，熱傳遞的過程是不在自然條件下，熱傳遞的過程是不可逆的可逆的 B B熱量不可能由高溫物體傳遞給低溫熱量不可能由高溫物體傳遞給低溫物體物體CC氣體的擴散過程具有方向性氣體的擴散過程具有方向性 D D一切形式能量轉(zhuǎn)化都不具有方向性一切形式能量轉(zhuǎn)化都不具有方向性AC精選ppt例例4.4.下列說法中可行的是下列說法中可行的是 ( ) ( ) 將地球上所有海水的溫度降低將地球上所有海水的溫度降低0.10.1，以放出大量內(nèi)能供人類使用以放出大量內(nèi)能供人類使用 制造一種機器，把物體與地面摩擦所產(chǎn)制造一種機器，把物體與地面摩擦所產(chǎn)生的熱量全部收集起來

18、再全部加以使用生的熱量全部收集起來再全部加以使用 建造一只可以從海洋中提取熱量的船，建造一只可以從海洋中提取熱量的船，把熱量轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動螺旋槳旋轉(zhuǎn)把熱量轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動螺旋槳旋轉(zhuǎn) 制造一種效率為制造一種效率為100100的熱機的熱機A.A.可行可行 B B可行可行 CC可行可行 D D都不可行都不可行D精選ppt例例5.5.根據(jù)熱力學第二定律，可知下列說法中根據(jù)熱力學第二定律，可知下列說法中正確的是（正確的是（ ） A A不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其它變化用來做功，而不引起其它變化B B沒有冷凝器，只有單一的熱源，能將從沒有冷凝器，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，而不引單一熱源吸收的熱量全部用來做功，而不引起其它的變化的熱機是可實現(xiàn)的起其它的變化的熱機是可實現(xiàn)的 CC致冷系統(tǒng)能將冰箱里的熱量傳給外界較致冷系統(tǒng)能將冰箱里的熱量傳給外界較高溫度的空氣中而不引起其它變化高溫度的空氣中而不引起其它變化D D不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其