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1、目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,五,一、熱傳導(dǎo)的方向性 兩個(gè)溫度不同的物體互相接觸時(shí),熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體,但不會(huì)自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體.這說明:熱傳導(dǎo)過程是有方向性的. 熱量不能從低溫物體傳遞到高溫物體嗎? 答案:熱量能從低溫物體傳遞到高溫物體,只不過不能自發(fā)進(jìn)行,即需要其他能量的介入.,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,五,二、機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性 1.機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程具有方向性,即機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程是可以自發(fā)進(jìn)行的,內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程,是不能自發(fā)進(jìn)行的,要將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,必然會(huì)引起其他影響. 2.第二類永動(dòng)

2、機(jī) (1)定義:從單一熱源吸熱全部用來做功,而不引起其他變化的熱機(jī). (2)第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成.原因是內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是不可能自發(fā)進(jìn)行的.,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,五,三、熱力學(xué)第二定律的表述 1.第一種表述(克勞修斯表述):熱量不能自動(dòng)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.(按照熱傳導(dǎo)的方向性來表述) 2.第二種表述(開爾文表述):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.(按照機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性來表述) 熱力學(xué)第二定律的這兩種表述是等價(jià)的. 3.自然界中一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的自然過程都具有方

3、向性.,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,五,有可能制成第二類永動(dòng)機(jī)嗎? 答案:第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成.盡管機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化;機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性.,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,五,四、熱力學(xué)第二定律的微觀實(shí)質(zhì) 1.做功總是與分子群體的有序運(yùn)動(dòng)聯(lián)系在一起,內(nèi)能是和分子的無序運(yùn)動(dòng)聯(lián)系在一起的.機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程,從微觀上來說,是大量分子的有序運(yùn)動(dòng)朝無序運(yùn)動(dòng)的方向轉(zhuǎn)換的過程;其相反方向的過程是大量分子從無序運(yùn)動(dòng)朝有序運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換的過程. 2.熱傳導(dǎo)過程是使物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)由比較有序的狀態(tài)向無序的狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程. 3

4、.熱力學(xué)第二定律的微觀實(shí)質(zhì)是與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的宏觀過程,總是朝著分子熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無序性增加的方向進(jìn)行的.,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,五,五、熵 意義:描述物體的無序程度,物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)無序程度越高,物體的熵就越大.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一、對熱力學(xué)第二定律的理解 1.在熱力學(xué)第二定律的表述中,正確地理解“自發(fā)地”“不引起其他變化”的確切含義是理解熱力學(xué)第二定律的關(guān)鍵所在. (1)“自發(fā)地”是指熱量從高溫?zé)嵩醋园l(fā)地傳給低溫?zé)嵩吹姆较蛐?在傳遞過程中不會(huì)對其他物體產(chǎn)生影響或借助其他物體提供能量等. (2)“不引起其他變化”的含義是指熱量從低溫?zé)嵩磦鬟f到高溫

5、熱源或從單一熱源吸收熱量全部用來做功,不需通過第三方的幫助,這里的幫助就是第三方提供能量等方式.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,2.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì):熱力學(xué)第二定律的每一種表述,都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性,使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都是有方向性的. 3.兩種表述是等價(jià)的. 如果克勞修斯表述不成立,則開爾文表述也不成立.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,熱量能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體,我們所說的“自發(fā)地”指的是沒有任何的外界影響或者幫助. 電冰箱是讓“熱”由低溫環(huán)境傳遞到高溫環(huán)境,這是不是自發(fā)進(jìn)行的?說明理由. 答案:電冰箱

6、能夠把熱量從低溫物體傳給高溫物體,在該過程中電冰箱要消耗電能.電冰箱能夠把熱量從低溫物體傳給高溫物體,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(huì)自發(fā)地傳給電冰箱,使其溫度逐漸升高.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,【例1】 (多選)下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的說法中,錯(cuò)誤的是() A.不可能從單一熱庫吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他的變化 B.只要對內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn),就可以把內(nèi)燃機(jī)得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C.滿足能量守恒定律的物理過程不一定能自發(fā)地進(jìn)行 D.外界對物體做功,物體的內(nèi)能必然增加,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,解析

7、:逐項(xiàng)分析如下: 答案:BD,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,下列說法正確的是() A.機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能是不可能的 B.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功的原因是能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式 C.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體 D.從單一熱源吸收的熱量全部變?yōu)楣κ强赡艿?答案:D,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,解析:機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功是因?yàn)樗`背了熱力學(xué)第二定律,故B錯(cuò)誤;熱量不能

8、自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,但如果不是自發(fā)地,是可以進(jìn)行的,故C錯(cuò)誤;從單一熱源吸收的熱量全部用來做功而不引起其他變化,是不可能的,但如果是從單一熱源吸收的熱量全部變?yōu)楣Φ耐瑫r(shí)也引起了其他的變化,是可能的,故D正確.,一,二,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,二、熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 1.熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 (1)一切自發(fā)過程總是大量分子從有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程. (2)自發(fā)過程是不可逆轉(zhuǎn)的過程,即不可能使大量分子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為有序的運(yùn)動(dòng). (3)大量分子無序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的方向是向無序性增大的方向進(jìn)行的,而一切自然過程總是沿著無序性增大的方向進(jìn)行的. 2.熵的意義

9、熵較大的宏觀狀態(tài)就是無序程度較大的宏觀狀態(tài),也就是出現(xiàn)概率較大的宏觀狀態(tài).在自發(fā)過程中,熵總是增加的. 3.用熵表示的熱力學(xué)第二定律 在任何自然過程中,一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減少.,一,二,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,【例2】 (多選)關(guān)于熱力學(xué)第二定律的微觀意義,下列說法正確的是()(導(dǎo)學(xué)號51140037) A.大量分子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\(yùn)動(dòng) B.熱傳遞的自然過程是大量分子從有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程 C.熱傳遞的自然過程是大量分子從無序程度小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無序程度大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程 D.一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行,一,二,知識精要,典

10、題例解,遷移應(yīng)用,解析:分子熱運(yùn)動(dòng)是大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),系統(tǒng)的一個(gè)宏觀過程包含著大量的微觀狀態(tài),這是一個(gè)無序的運(yùn)動(dòng),根據(jù)熵增加原理,熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果只能使分子熱運(yùn)動(dòng)更加無序,而不是變成了無序,熱傳遞的自然過程從微觀上講就是大量分子從無序程度小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無序程度大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程,故選項(xiàng)C、D正確. 答案:CD,一,二,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,質(zhì)量相同、溫度相同的水,如圖所示分別處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)下,它們的熵的大小有什么關(guān)系?為什么? 答案:見解析 解析:根據(jù)大量分子運(yùn)動(dòng)對系統(tǒng)無序程度的影響,熱力學(xué)第二定律又有一種表述:由大量分子組成的系統(tǒng)自發(fā)變化時(shí),總是向著無序程度增加的方

11、向發(fā)展,至少無序程度不會(huì)減少,這也就是說,任何一個(gè)系統(tǒng)自發(fā)變化時(shí),系統(tǒng)的熵要么增加,要么不變,但不會(huì)減少.質(zhì)量相同、溫度相同的水,可以由固態(tài)自發(fā)地向液態(tài)、氣態(tài)轉(zhuǎn)化,所以,氣態(tài)時(shí)的熵最大,其次是液態(tài),固態(tài)時(shí)的熵最小.,案例探究,方法規(guī)律,理解熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì) (多選)根據(jù)熱力學(xué)第二定律,下列判斷正確的有() A.熱機(jī)中燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變成機(jī)械能 B.電流的能不可能全部變成內(nèi)能 C.在火力發(fā)電機(jī)中,燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變成電能 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,思悟升華,案例探究,方法規(guī)律,解析:凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀熱現(xiàn)象都具有方向性.無論采用任何設(shè)備和手段進(jìn)行能

12、量轉(zhuǎn)化,總是遵循“機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能”,故A正確.火力發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí),能量轉(zhuǎn)化的過程為內(nèi)能機(jī)械能電能,因?yàn)閮?nèi)能機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過程中會(huì)對外放出熱量,故燃?xì)獾膬?nèi)能必然不能全部變?yōu)殡娔?C正確.熱量從低溫物體傳遞到高溫物體不能自發(fā)進(jìn)行,必須借助外界的幫助,結(jié)果會(huì)帶來其他影響,這正是熱力學(xué)第二定律第一種(克氏)表述的主要思想,故D正確.由電流熱效應(yīng)中的焦耳定律可知,電流的能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故B錯(cuò)誤. 答案:ACD,思悟升華,案例探究,方法規(guī)律,熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等價(jià)的,都說明一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的.其中“自發(fā)地”是指熱量從高溫物體“自發(fā)地”傳給低溫物體的方向性,在傳遞過程中不會(huì)對其他物體產(chǎn)生影響或借助其他物體提供能量等的幫助.,思悟升華,案例探究,方法規(guī)律,思悟升華,熱力學(xué)第二定律的每一種表述,都揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性,使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性.,