魯科版選修33熱力學(xué)定律第3節(jié) 熱力學(xué)第二定律 全國獲獎

第2節(jié)熱力學(xué)第二定律

目標(biāo)導(dǎo)航1.了解熱傳導(dǎo)過程的方向性。2.了解熱力學(xué)第二定律的兩種不同表述，以及這兩種表述的物理實質(zhì)。3.了解熱機的工作原理。4.理解第二類永動機不可能制成。一.可逆與不可逆過程（1）熱傳導(dǎo)的方向性熱傳導(dǎo)的過程可以自發(fā)地由高溫物體向低溫物體進行，但相反方向卻不能自發(fā)地進行，即熱傳導(dǎo)具有方向性，是一個不可逆過程。(2).說明：①“自發(fā)地”過程就是在不受外來干擾的條件下進行的自然過程。②熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，熱量卻不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體。③要將熱量從低溫物體傳向高溫物體，必須有“外界的影響或幫助”，就是要由外界對其做功才能完成。電冰箱、空調(diào)就是例子。二.熱力學(xué)第二定律的兩種表述①.克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體。②.開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。注意:熱力學(xué)第2定律只適用孤立的系統(tǒng)之內(nèi)兩種表述有什么區(qū)別與聯(lián)系:①表述的方式不同:克說指出熱傳導(dǎo)過程是不可逆的,開說指出功轉(zhuǎn)變?yōu)闊徇^程的不可逆性.②但是本質(zhì)上是一致的,完全等價的:都揭示了與熱現(xiàn)象有關(guān)的自然過程是不可逆的,具有方向性.三.熱機的工作原理

熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。

其原理是熱機從熱源吸收熱量Q1，推動活塞做功W，然后向冷凝器釋放熱量Q2。由能量守恒定律可得：Q1=W+Q2我們把熱機做的功和它從熱源吸收的熱量的比值叫做熱機效率，用η表示，即

η=1四.第二類永動機①.設(shè)想：只從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓臒釞C。②.第二類永動機不可能制成，表示盡管機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機械能而不引起其他變化.例1下列所述過程是可逆的，還是不可逆的？A.氣缸與活塞的組合內(nèi)裝有氣體，當(dāng)活塞上沒有外加壓力，活塞與氣缸間沒有摩擦，氣體緩慢地膨脹時；B.上述裝置，當(dāng)活塞上沒有外加壓力，活塞與氣缸上摩擦很大，使氣體緩慢地膨脹時C.上述裝置，沒有摩擦，但調(diào)整外加壓力，使氣體能緩慢地膨脹時；D.在一絕熱容器內(nèi)盛有液體，不停地攪動它，使它溫度升高；E.在一傳熱容器內(nèi)盛有液體，容器放在一恒溫的大水池內(nèi)，液體不停地攪動，可保持溫度不變；F.在一絕熱容器內(nèi)，不同溫度的液體進行混合；G.在一絕熱容器內(nèi)，不同溫度的氦氣進行混合；只有C可逆其它都不可逆課堂訓(xùn)練:1.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說法中，正確的是（）A.機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化為機械能B.機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也能轉(zhuǎn)化為機械能C.機械能不可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機械能D.機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能，同時不引起其他變化2.關(guān)于第二類永動機，下列說法正確的是（）A.它既不違反熱力學(xué)第一定律，也不違反熱力學(xué)第二定律B.它既違反了熱力學(xué)第一定律，也違反了熱力學(xué)第二定律C.它不違反熱力學(xué)第一定律，只違反熱力學(xué)第二定律D.它只違反熱力學(xué)第一定律，不違反熱力學(xué)第二定律BDC3.下列關(guān)于熱機的說法中，正確的是（）A.熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的裝置B熱機是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置.C.只要對內(nèi)燃機不斷進行革新，它可以把氣體的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能D.即使沒有漏氣，也沒有摩擦等能量損失，內(nèi)燃機也不能把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能4.下列說法中正確的是（）A.一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性B.一切不違背能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的物理過程都是可以實現(xiàn)的C.由熱力學(xué)第二定律可以判斷物理過程能否自發(fā)進行D.一切物理過程都不可能自發(fā)地進行ADAC5.第二類永動機不可能制造出來的原因是因其工作原理違背（）A.熱力學(xué)第一定律B.能的轉(zhuǎn)化與守恒定律C.熱力學(xué)第二定律D.