高二物理热力学第二定律

4答案：热；方向；全部；不能。
• 5.什么是第二类永动机?为什么第二类永动机不可 能造成?
• 答：能够从单一热源吸收热量并把它全部用
来做功，而不引起其他变化的热机称为第 二类永动机。第二类永动机不可能制成的 原因是因为机械能和内能转化过程具有方 向性，尽管机械能可以全部转化为内能， 但内能却不能全部转化为机械能，而不引 起其他变化。
• 3．第一类永动机和第二类永动机 • 它们都不可能制成，第一类永动机的设想 违反了能量守恒定律；第二类永动机的设 想虽不违反能量守恒定律，但违背了跟热 现象相联系的宏观自然过程具有方向性的 规律。
三、热力学第二定律
举例：两种不同的气体扩散可以自发地进入对方,最后成为 一种均匀的混合气体 思考:如图所示,容器A中装有气体,容器B是真空,打开阀门
三、教学过程：
引入新课： • 任何物体都具有内能，在地球上贮存量十分 丰富的海水总质量约达1.4×1018吨，它的 温度只要降低1oC，就能释放相当于1800万 个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量， 足够全世界使用4000年。而人类都不能利 用这种“新能源”，究其原因，是因为涉及 物理学的一个基本定律——热力学第二定 律．
[例2]第二类永动机不可以制成，是 因为[ ]
A. 违背了能量的守恒定律 B．热量总是从高温物体传递到低温物 体 C．机械能不能全部转变为内能 D．内能不能全部转化为机械能，同时 不引起其他变化
• [解析]第二类永动机设想虽然符合能量 守恒定律，但是违背了能量转化中有 些过程是不可逆的规律。所以不可能 制成，选项D正确．
• 2．热传导的过程具有方向性 • 热传导的过程可以向一个方向自发地进行 (热量从高温物体自发地传给低温物体)；但 向相反的方向不会自发地产生(热量不会自 发地从低温物体传给高温物体)，只有借助 外界的帮助才能进行。
（二）机械能与内能转化的方向性
①热机：是一种把内能转化为机械能的装置。
②原理：燃料燃烧产生热量 Q1（高温热源） 推动活塞对外做功 W
• [例3]试对热力学第一定律和热力学第二定 律做一简单的评析 • [解析]热力学第一定律和热力学第二定律是 构成热力学知识的理论基础，前者对自然 过程没有任何限制，只指出在任何热力学 过程中能量不会有任何增加或损失，反映 的是物体内能的变化与热量、做功的定量 关系；后者则是解决哪些过程可以自发地 发生，哪些过程必须借助于外界条件才能 进行。
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但是，在交流电路中，因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板间形成 变化的电场，而这个电场也是随时间变化的函数。实际上，电流是通过电场的形式在电容器间通过的。
• 新课教学： • (一)、热传导的方向性 • 1．实例：热量会自动地从高温物体传给低 温度物体。 • 2．热传导的过程具有方向性 • 3．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程 都具有方向性。
• 1．实例：热量会自动地从高温物体传给低 温度物体。 • [注意]这里所说“自发地”是指没有任何外 界的影响或帮助，电冰箱工作时能将冰箱 内(温度较低)的热量，传给外界空气(温度 较高)，是因为电冰箱消耗了电能，对制冷 系统做了功。
六、小结 ：
• 热力学第二定律有 常见的两种表述， 提示了有大量分子 参与的宏观过程(即 与热现象有关的宏 观过程)的方向性， 第二类永动机不可 能制成。
七、 [巩固练习]
• • • • • 1.下列哪些物理过程具有方向性 A. 热传导过程 B．机械能和内能的转化过程 C．气体的扩散过程 D．气体向真空中膨胀的过程。答案：
热力学第二定律
• 一、学习目标： • 二、重点和难点： • 三、教学过程：
• 1.了解热传导过程的方向性。 • 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不同的表述， 以及这两种表述的物理实质。 • 4.了解什么是能量耗散。
• 二、重点和难点： • 重点：热力学第二定律的物理实质和两种 常见的表述． • 难点：两类永动机的区别，第二类永动机 不可能制成的原因
热机
内燃机
排出废气向外界（低温热源）放热 Q2 ③效率： 由能量守恒定律知道 Q1 = W +Q2 高温热库 Q1 热机 Q2 低温热库 W
热机的效率
W Q1
对外做功
热机的效率小于100%，就不可能把从 高温热源吸收的热量全部转化为机械能， 总有一部分热量散发到冷凝器中。
(二)第二类永动机
• 1．第二类永动机：人们把想象中能够从单 一热源吸收热量，全部用来做功而不引起 其他变化的热机叫做第二类永动机。 • 2．第二类永动机不可能制成 • 表示机械能和内能的转化过程具有方向 性．尽管机械能可以全部转化为内能，内 能却不能全部转化成机械能，同时不引起 其他变化．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 五、例题分析：
• [例1]根据热力学第二定律，下列判断正确 的是 • A. 电流的能不可能全部变为内能 • B．在火力发电机中，燃气的内能不可能全 部变为电能 • C．热机中，燃气内能不可能全部变为机械 能 • D．在热传导中，热量不可能自发地从低温 物体传递给高温度物体．
• [解析]根据热力学第二定律可知，凡与热现 象有关的宏观过程都具有方向性，电流的 能可全部变为内能(由电流热效应中的焦耳 定律可知)，而内能不可能全部变成电流的 能．机械能可全部变为内能，而内能不可 能全部变成机械能，在热传导中，热量只 能自发地从高温物体传递给低温物体，而 不能自发地从低温物体传递给高温物体， 所以选项B、C、D正确．
6.试述热力学第一定律和热力学第 二定律的区别与联系．
• 解答：热力学第一定律指出了在任何 热力学过程中，能量不会有任何增减 或损失，对自然过程也没有限制；而 热力学第二定律是解决了哪些过程可 以发生。两个定律从不同角度揭示了 热力学过程中遵从的规律，既相互独 立，又相互补充，共同构成了热力学 知识的理论基础
• 2．两种表述是等价的． • 可以从一种表述导出另一种表述，两种表 述都称为热力学第二定律 • 3．热力学第二定律的意义 • 提示了有大量分子参与的宏观过程的方向 性，是独立于热力学第一定律的一个重要 自然规律．
(四)能量耗散
• 1．能量耗散：流散的内能无法重新收集起 来加以利用的现象叫做能量耗散． • 2．能量耗散从能量转化的角度反映出自然 界中的宏观过程具有方向性．
上题答案：A B C D
• 2.热机是一种______的装置，热 机做的功和它从热源吸收热量的比 值叫做热机的______．答案： • 3.能量耗散是从 ________角度反映出自然界中的 宏观过程具有方向性．答案：
2答案：把内能转化为机械能；效率 3答案：热现象 • 4.热力学第二定律使人们认识到， 自然界中进行的涉及________现 象的宏观过程都具有________性， 例如机械能可以________转化为 内能，但内能_______全部转化为 机械能，而不引起其他变化．
在直流电路中，电容器是相当于断路的。电容器是一种能够储藏电荷的元件，也是最常用的电子元件之一。 这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质（包括空气）构成的。通电后，极板带电，形成电压 （电势差），但是由于中间的绝缘物质，所以整个电容器是不导电的。不过，这样的情况是在没有超过电容器的临界电压（击穿电压）的 前提条件下的。我们知道，任何物质都是相对绝缘的，当物质两端的电压加大到一定程度后，物质是都可以导电的，我们称这个电压叫击 穿电压。电容也不例外，电容被击穿后，就不是绝缘体了。不过在中学阶段，这样的电压在电路中是见不到的，所以都是在击穿电压以下 工作的，可以被当做绝缘体看。
面那壹通顺序大乱的行礼刚刚结束。于是十三、十四两位阿哥待四哥进到屋里，三位爷齐唰唰地向德妃娘娘请了安，然后众女眷又向王爷 行了礼。礼毕之后，王爷就等着他的三位福晋与十三弟、十四弟之间的相互见礼，结果等了半天仍是不见动静，他很是不解，先是看了看 十三弟和十四弟，最终将目光死死地盯向了福晋。凛冽的目光将雅思琦弄得如坐针毡，有口莫辩，当着德妃娘娘的面，她哪里敢开口？可 是，爷看向她的目光怎么就像个小刀子似的？第壹卷 第139章 倾城如果王爷看福晋的目光像小刀子，那穆哲看冰凝的目光就是真刀真枪 了！刚刚的那壹通见礼之后，穆哲总算是弄明白了，原来这个貌若天仙的诸人竟然是小四嫂？既不是什么命妇，也不是什么世子媳妇，就 是那天八嫂急急火火地跑到他们十四贝子府，跟自家爷两个人壹通言来语去地讨论了半天的那个年氏！可是，这世界上怎么就有这么美的 人呢！幸亏啊幸亏，皇上给自家爷指婚的是伊尔根觉罗氏，否则自己这日子还怎么过！？壹想到这里，她万分同情而又幸灾乐祸地偷偷望 向了四嫂雅思琦。十四阿哥虽然稳稳当当地坐下了，目光也被迫收敛回来，可是那心中，先是被冰凝的美貌所震撼，继而对王爷恨得牙根 痒！怪不得四哥费了这么大的力气，不惜向他撒下伊尔根觉罗氏这个弥天大谎，娶亲的那天愣是在宴席上把他们这几个兄弟都给灌醉了， 连洞房都不让他们闹！四哥可真是处心积虑！原来还以为是为了争夺年家的势力，现在看来，真是又娶媳妇又过年！年氏，唉，这个年氏 实在是太美了！壹想到年氏，十四阿哥忍不住又偷偷望了过去，只见她正端坐壹旁，肤若凝脂，吹弹可破；目似辰星，晶莹闪亮；身形柔 弱，不禁壹吹；腰肢纤细，不盈壹握；犹壹朵洁白的莲花，孤独而寂静地绽放，散发着夺目的光芒，吐露着沁人心脾的芬芳。天底下怎么 会有这样美得眩目，又美得圣洁的人？枉爷当初对年二极尽恩宠，那奴才怎么居然从来没有提起过他有这么壹位天仙美人妹子？简直就是 倾国倾城！十四阿哥壹会儿恼懊，壹会儿倾慕，壹会儿气愤，壹会儿痛苦。十三阿哥夫妇两人眼见着气氛尴尬、形势微妙，干着急却是没 有办法。萨苏本来还想找些话题，分散壹下德妃的注意力，可是绞尽了脑汁也没想出个好法子。正百般无奈又心情紧张之际，就听秋婵的 声音在众人耳畔响起：“娘娘、各位爷，宫宴就要开始了。”德妃娘娘先是对十三媳妇很是不满，又见十四阿哥不时地将目光飘向年氏， 正气上心头马上就要发作了呢，壹听秋婵的禀报，很是无奈。宫宴是头等大事，时辰耽搁不得，德妃没有办法，只好暂时隐忍没有发作， 怒气冲冲地起身往外走。三位爷赶快紧随其后，众女眷鱼贯而出。众人到了乾清宫，男