《热力学第二定律》教学.ppt

热力学第二定律 [目标定位]　 1.通过自然界中客观过程的方向性，了解热力学第二定律．　 2.了解热力学第二定律的两种不同表述，以及两种表述的物理实质．　 3.了解什么是第二类永动机，知道为什么它不能制成．　 4.了解热力学第二定律的微观实质．　 5.了解熵是反映系统无序程度的物理量． 一、热传导的方向性 1．两个温度不同的物体互相接触时，热量会自发地从 物体传给 物体，但不会自发地从 物体传给 物体．这明：热传导过程是有 的． 2．热力学第二定律是一条反映自然界过程进行 和 的规律． 高温 低温 低温 高温 方向性 方向 条件 二、机械能和内能转化过程的方向性 1．机械能和内能转化过程具有　　性，即机械能全部转化为内能的过程是可以　　进行的，内能全部转化为机械能的过程，是不能　　进行的，要将内能全部转化为机械能，必然会引起其他影响． 2．第二类永动机 (1)定义 从 吸热全部用来 ，而不引起其他变化的热机． (2)第二类永动机不可能制成的原因是它违背了 　定律． 方向 自发 自发 单一热源 做功 热力学第二 三、热力学第二定律的表述 1．第一种表述(克劳修斯表述)：热量不能 从低温物体传递到高温物体．(按照热传导的方向性来表述的)． 2．第二种表述(开尔文表述)：不可能从 吸收热量并把它全部用来 ，而不引起其他变化．(按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的) 热力学第二定律的这两种表述是 的．热现象的宏观过程都具有 ． 自发地 单一热源 做功 等价 方向性 3．自然界中一切与 有关的自然过程都具有方向性． 想一想　热传导的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物体”？ 答案　不能．“自发地”是指没有第三者影响，例如空调、冰箱等制冷机就是把热量从低温物体传到了高温物体，但是也产生了影响，即外界做了功． 热现象 四、热力学第二定律的微观实质 1．做功是与分子群体的 运动联系在一起的，内能是和分子的 运动联系在一起的，机械能转化为内能的过程，从微观上来说，是大量分子的 运动朝 运动的方向转换的过程，其相反方向的过程是大量分子从 运动朝 运动方向转换的过程． 2．热传导过程是使物体内部分子的热运动由比较 的状态向 的状态转化的过程． 无序 有序 有序 无序 无序 有序 有序 无序 3．热力学第二定律的微观实质 与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态 增加的方向进行的． 五、熵 意义：描述物体的无序程度，物体内部分子热运动无序程度越高，物体的熵就 . 无序性 越大 一、宏观过程的方向性 1．热传导具有方向性：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，结果使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高． 2．气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，决不会自发地分开，成为两种不同的气体． 3．机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来． 4．气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，容器变为真空． 5．在整个自然界中，无论有生命的还是无生命的，所有的宏观自发过程都具有单向性，都有一定的方向性，都是一种不可逆过程． 例1　(双选)下列说法正确的是 (　　) A．热量能自发地从高温物体传给低温物体 B．热量不能从低温物体传到高温物体 C．热传递是自发的双向的 D．气体向真空中膨胀的过程是有方向性的 答案　AD 解析　如果是自发地进行，热量只能从高温物体传到低温物体，但这并不是说热量不能从低温物体传到高温物体，只是不能自发地进行，在外界条件的帮助下，热量也能从低温物体传到高温物体，A对，B、C错；气体向真空中膨胀的过程也是不可逆，具有方向性的，D对． 借题发挥　两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高，这个过程