高一物理热力学第二定律全国物理教师素养大赛一等奖ppt课件.ppt

2.4热力学第二定律,教学目标,知识与能力：1、了解某些热学过程的方向性；2、了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成；3、了解热力学第二定律的两种表述，理解热力学第二定律的物理实质；4、知道什么是能量耗散；5、知道什么是热力学第三定律。教学重点：1、热力学第二定律的实质，定律的两种不同表述；2、知道什么是第二类永动机，以及它不能制成的原因教学难点：热力学第二定律的物理实质教具：扩散装置,地球上有大量的海水，它的总质量约为1.41018t，只要这些海水的温度降低0.10C，就能放出5.81023J的热量，这相当于1800万个核电站一年的发电量。,?,将一块烧红的铁块投入冷水中，会发生什么现象？,铁块的温度降低，水的温度升高，最终两者温度相同,将烧红的铁块投入水中，结果铁块温度更高，水的温度更低。,？,电冰箱的内部温度比外部温度低，为什么致冷系统还能不断地把箱内热量传给外界的空气？,因为电冰箱消耗了电能，对制冷系统做了功，一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度逐渐升高,贮藏的食品,大气,电冰箱制冷系统,做功,热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行。要实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而产生其它影响或引起其它变化。,热传导的方向性,一个在水平地面上的物体，由于克服摩擦力做功，最后要停下来。在这个过程中，物体的动能转化成为内能，使物体和地面的温度升高。,？,降温,我们能不能看到这样的现象：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来,？,有人提出这样一种设想，发明一种热机，用它把物体与地面摩擦所生的热量都吸收过来并对物体做功，将内能全部转化为动能，使因摩擦停止运动的物体在地面上重新运动起来，而不引起其它变化,热机是一种把内能转化为机械能的装置,气缸中的气体得到燃料燃烧时产生的热量Q1推动活塞做功W排出废气，同时把热量Q2散发到大气中。Q1=W+Q2热机效率=W/Q1,热源,冷凝器,热机,做功,机械能和内能的转化过程具有方向性。,机械能 内能,机械能 内能,打开阀门，容器A中的气体会自发地向容器B中膨胀。最后两容器都充满气体。,打开阀门,容器B中的气体能否自发地流入容器A,使B中成为真空?,?,第二类永动机,冷凝器,？,不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化。不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化。,热力学第二定律,1，按热传递的方向性来表述,2，是按机械能与内能转化过程的方向来表述。,两种表述的实质,能量耗散,自然界中的宏观过程具有方向性，能量耗散从能量转化的角度反映出这种方向性。,水流的机械能转变成了内能，这些内能最终流散到 周围的环境中。,我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用。,这种现象叫做能量的耗散。,电能在灯泡中转变成光能,光被墙壁吸收后变成周围环境的内能,能否把这些内能收集起来重新利用？,能否把这些散失的能量重新收集到火炉中再次用来取暖？,宇宙中存在着温度的下限：-273.150C。以这个下限为起点的温度叫热力学温度，用T表示，单位是开尔文，符号是K。,T=t+273.15K,一些实际的温度值,热力学零度不可达到,热力学第三定律,尽管热力学零度不可能达到，但是只要温度不是绝对零度就总有可能降低，因此，热力学第三定律不阻止人们想尽办法尽可能地接近绝对零度。,