高二物理人教版选修1-2课件：第二章 能量的守恒与耗散 本章整合
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人教版物理选修1-2精品课件 第二章第二节 热力学第一定律
【思维点拨】 根据题中给出的 W、Q，Δ U 的正负，利用Δ U＝W＋Q 列方程求解待求量， 由结果的正负说明其意义．
【精讲精析】
(1)由题意得Q＝2.6×105 J
，ΔU＝4.2×105 J， 由W＋Q＝ΔU得W＝1.6×105 J. 由于W＞0所以是外界对气体做功， 且做了1.6×105 J的功．
图2－2－1
A．温度升高，内能增加600 J
B．温度升高，内能减少200 J C．温度降低，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J
解析：选 A.对一定质量的气体，由Δ U＝W＋Q 可知， Δ U＝800 J＋(－200 J)＝600 J Δ U 为正表示内能增加了 600 J 对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内 能等于所有分子动能的和， 内能增加，气体分子 的平均动能增加，温度升高，选项 A 正确．
(2)由题意得 Q＝3.5× 105 J，W＝－2.3× 105 J， 由 W＋Q＝ΔU 得 ΔU＝1.2× 105 J. 由于 ΔU＞0 所以气体内能增加了 1.2× 105 J.
【答案】
(1)外界对气体做功
1.6×105 J
(2)气体的内能增加 1.2×105 J
【方法总结】 应用热力学第一定律时，要明 确研究对象是哪个物体或哪个热力学系统，然 后依据符号法则， 将数据代入公式Δ U＝W＋Q 进行计算，对结果的正、负也同样依照符号法 则来解释其意义．
【精讲精析】
热交换和做功是改变物体内
能的两种方式，只知道某一方式对内能的影 响，由于另一方式对内能的影响未知．所以 物体内能的变化情况是无法确定的．故A、 B错误，D正确．由热力学第一定律可知，C
项中内能可能不变，C错．
【答案】 D
物理选修【1-2】第二章：能量的守恒与耗散-章末归纳提升ppt课件
【解析】 如果有外界的帮助，可以使热量从低温物体 传递到高温物体，也可以把热量全部用来做功，A、B 错； 任何自然的过程都沿无序性增大的方向进行，C 对；总熵不 会减小，总熵不变或增加，D 错．
【答案】 C
新课标 ·生物 选修1
应用ΔU＝Q＋W计算 应用热力学第一定律解题的一般步骤如下： 1．首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系 统． 2．分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量，外界对物 体(或系统)所做的功或物体(或系统)对外所做的功． 3．根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W 列出方程进行求解． 4．特别注意的就是物理量的正负号及其物理意义． 说明：与理想气体综合的问题则需结合气体状态方程或 图象分析气体的参量变化情况．
新课标 ·生物 选修1
热力学第一、第二定律意义的比较
热力第一定律
热力学第二定律
对比
(1)内容：一个热力学 (1)第一种表述： 热力学第一定
系统的内能增量等于 热量不能自发地从 律反映的是功
外界向它传递的热量 高温物体传到低温 、热量和内能
和外界对它所做功的 物体
之间的对应关
和
(2)第二种表述： 系，是能量守
A．温度升高，压强增大，内能减少 B．温度降低，压强增大，内能减少 C．温度升高，压强增大，内能增加 D．温度降低，压强减小，内能增加
新课标 ·生物 选修1
【解析】 由热力学第一定律得： W＋Q＝ΔU， 又因为 Q＝0，W>0，故ΔU>0，内能增加． 又因为是理想气体，故温度升高．又加上力 F 后，压强 显然增大，故 C 正确． 【答案】 C
TIP2：越夸张越搞笑，越有助于刺激我们的大脑，帮助我们记忆，所以不妨在 编 故事时，让自己脑洞大开，尝试夸张怪诞些~
【答案】 C
新课标 ·生物 选修1
应用ΔU＝Q＋W计算 应用热力学第一定律解题的一般步骤如下： 1．首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系 统． 2．分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量，外界对物 体(或系统)所做的功或物体(或系统)对外所做的功． 3．根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W 列出方程进行求解． 4．特别注意的就是物理量的正负号及其物理意义． 说明：与理想气体综合的问题则需结合气体状态方程或 图象分析气体的参量变化情况．
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热力学第一、第二定律意义的比较
热力第一定律
热力学第二定律
对比
(1)内容：一个热力学 (1)第一种表述： 热力学第一定
系统的内能增量等于 热量不能自发地从 律反映的是功
外界向它传递的热量 高温物体传到低温 、热量和内能
和外界对它所做功的 物体
之间的对应关
和
(2)第二种表述： 系，是能量守
A．温度升高，压强增大，内能减少 B．温度降低，压强增大，内能减少 C．温度升高，压强增大，内能增加 D．温度降低，压强减小，内能增加
新课标 ·生物 选修1
【解析】 由热力学第一定律得： W＋Q＝ΔU， 又因为 Q＝0，W>0，故ΔU>0，内能增加． 又因为是理想气体，故温度升高．又加上力 F 后，压强 显然增大，故 C 正确． 【答案】 C
TIP2：越夸张越搞笑，越有助于刺激我们的大脑，帮助我们记忆，所以不妨在 编 故事时，让自己脑洞大开，尝试夸张怪诞些~
物理选修【1-2】第2章-第1节《能量守恒定律》ppt课件
导
达
学 温度升高，子弹动能的减少量等于木块动能增加量与产生的 标
课
堂 互
热量的总和，子弹和木块组成的系统在整个过程中总能量守
课 时
动
作
探 恒，故 A、B、C 错误，D 正确．
业
究
【答案】 D
菜单
课 前 自 主 导 学
课 堂 互 动 探 究
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
当 堂 双 基 达 标课 来自 作 业课 前国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量可达每秒 6 000 m3，
当 堂
自 主
而且一年四季流量稳定，瀑布落差 50 m，若利用这一资源发
双 基
导
达
学 电，设其效率为 50%，估算发电机的输出功率．(g 取 10 N/kg) 标
课
堂
课
互 动
【审题指导】 水力发电是水的机械能转化为电能．
时 作
探
业
究
菜单
学
标
课 在转化和转移过程中其总量保持不变．
堂
课
互
②意义
动
时 作
探 究
业
把各种自然现象统一起来，描绘出一幅自然界普遍联系
的清晰图景，被称为是 19 世纪自然科学的三大发现之一．
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
(3)永动机
课
①定义
当
前
堂
自 主
不需要动力，却可以源源不断地对外做功的机器．
双 基
导
达
学
②失败原因
他物体的能量减少，且增加量等于减少量．
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
1．如图 2－1－1 所示，有两个相同的球，
人教物理选修1-2课件：第二章第三节
栏目 导引
第二章
能量的守恒与耗散
2.燃气轮机
燃气轮机没有汽缸和活塞，工作时将燃油喷 燃烧室 入______，燃烧后产生高温高压燃气，驱动
机械能 涡轮旋转，将燃气的____转化为______． 内能
栏目 导引
第二章
能量的守恒与耗散
四、制冷机
热机 制冷机跟蒸汽机、内燃机一样都属于____， 只是两者的作用正好相反．热机利用吸收的 热量的一部分做功，同时将另一部分排放； 而制冷机则利用外界对它所做的功，从待冷 却物体中吸收热量，同时向高温物体排放．
2.蒸汽机和蒸汽轮机是把______的内能转化为机 水蒸气
燃气 械能，内燃机和燃气轮机是把____的内能转化为 机械能．
栏目 导引
第二章
能量的守恒与耗散
二、蒸汽机和蒸汽轮机
1.蒸汽机：工作物质是______，它是从加热 水蒸气 器吸收热量，其中部分热量用于推动活塞 ____，剩余的热量排入冷凝器． 做功
栏目 导引
第二章
能量的守恒与耗散
4.排气冲程：此时，进气门关闭，排气门打
开，在飞轮作用下，活塞向上运动，把温度 较高的废气排出汽缸，同时将一部分热量Q2 传递给外界环境(低温热源t2)，其内能继续减 少．
栏目 导引
第二章
能量的守恒与耗散
特别提醒：活塞由最上端运动到最下端或由
最下端运动到最上端叫做一个冲程．
【答案】 C
栏目 导引
第二章
能量的守恒与耗散
变式训练
1.下列叙述正确的是( )
A．在构造上，汽油机汽缸顶部有火花塞， 柴油机汽缸顶部有喷油嘴 B．在吸气冲程中，汽油机吸入汽缸的是汽 油，柴油机吸入汽缸的是柴油
栏目 导引
新版人教版 选修1-2 高二物理 2.2 热力学第一定律 教学(共39张PPT)学习PPT
地面单位面积单位时间接收的能量 解：空气向外传递50000J的热量。
p1 < p2, T1 < T2 D.
E =Q/St= 2.52×10 /(0.02×120)=1.05×10 J/m s 9kg的物体而未穿出，求：, (1) 铅弹损失的动能(2) 若整个系统损失的动能全部转变为热，且有50%被铅弹吸收, 那么铅弹温度升高多少
导入新课
在学习新课 程之前，让我们 先自己复习一下， 前面有关分子能 量的问题。
物体的内能
1.分子的动能 物体内所有分子的动能的平均值叫做分子的平均动能． 温度升高，分子热运动的平均动能越大． 温度越低，分子热运动的平均动能越小． 温度是物体分子热运动的平均动能的标志． 2.分子势能---由分子间的相互作用和相对位置决 定的能量叫分子 势能. 分子力做正功，分子势能减少， 分子力做负功，分子势能增加。 在平衡位置时(r=r0),分子势能最小. 分子势能的大小跟物体的体积有关系．
符号规则：
内能增加， △U＞0； 内能减少， △U＜ 0 外界对物体做功W ＞0； 物体对外界做功W ＜ 0 物体从外界吸热 Q＞0； 物体向外界放热Q ＜ 0.
热力学第 一定律
各量的正 负号含义
应用
能量守 恒定律
用动机不 可能制成
总结
课堂小结
热力学第一定律
物体内能的增加等于从外界吸收的热量与 外界对物体所做的功的总和。它的物理表 达式可以表示为
知识归纳 等压压缩,温度降低
物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
第二章 能量的守恒与耗散
内能与热量的区别 瀑布从10m高处落下, 如果下落中减少的机械能有50%转化为水的内能, 水升高温度是多少? (水的比热容是4.
人教版 选修1-2 高二物理 第二章 2.2热机的工作原理 教学课件(共48张PPT)[优质实用版课件]
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2. 解：带气筒的外壁温度升高。原因来 自两方面：其一，通过打气筒的活塞不断压缩 筒内空气做功，使空气内能增加、温度升高， 然后再通过热传递传给筒壁；其二，活塞本身 与筒壁不断摩擦生热，使温度升高。
3. 解:这艘轮船至少消耗2430t柴油
4.解：二者的相同点:无论热机还是制冷机， 工作时都要有两个热源，即高温热源和低温热 源；都有一个做功冲程。
3. 内燃机的工作原理
4. 制冷机的工作原理
课堂练习
1，如图1表示内燃机工作循 环中的一个冲程，从气门的 启闭和活塞的运动可判断这 是吸气 冲程。
2. 在内燃机中，由于什么原因燃料完全燃 烧放出的热量并不能全部用来做有用功？
答：燃料燃烧不完全， 排出的废气温度较高， 机件散热损失， 克服机件摩擦。
✓ 了解提高热机效率的重要性 ✓ 理解热机中的能量转化和转移的方向性
3. 情感态度与价值观
✓ 了解热机的发明和利用在人类文 明发展史上的重要作用 ✓ 培养热爱生活的情趣
教学重难点
重点
热机的工作原理
难点
如何提高热机的工作效率
根据这个原理可以制造出一种将内 能转化为机械能的机器。
热机是热力发动机的简称
储藏柜中的温度维持在 5C . 现每天有 2.0107 J 的热
量自房间传入冰箱内 , 若要维持冰箱内温度不变 , 外界
每天需作多少功 , 其功率为多少? 设在 5C至 20C之
间运转的致冷机 ( 冰箱 ) 的致冷系数, 是卡诺致冷机致
冷系数的 55%
e
e卡
55%
T2 T1 T2
B．热量不能从常温物体传到高温物体
C．一切物理过程都具有方向性
D．由热力学定律可推断出某个物理过程是
物理选修【1-2】第二章：能量的守恒与耗散-章末归纳提升ppt课件
新课标 ·生物 选修1
在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科 学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密 切联系在一起的，比如线性方程组的求解、数列的求和等。具体来说，需要通过模仿、操作、探索，学习设计程序框图表达解决问题的过程，体会算法的基本思想和含义， 理解算法的基本结构和基本算法语句，并了解中国古代数学中的算法。在本教科书中，首先通过实例明确了算法的含义，然后结合具体算法介绍了算法的三种基本结构： 顺序、条件和循环，以及基本的算法语句，最后集中介绍了辗转相除法与更相减损术、秦九韶算法、排序、进位制等典型的几个算法问题，力求表现算法的思想，培养学 生的算法意识。2．现代社会是信息化的社会，人们面临形形色色的问题，把问题用数量化的形式表示，是利用数学工具解决问题的基础。对于数量化表示的问题，需要 收集数据、分析数据、解答问题。统计学是研究如何合理收集、整理、分析数据的学科，它可以为人们制定决策提供依据。本教科书主要介绍最基本的获取样本数据的方 法，以及几种从样本数据中提取信息的统计方法，其中包括用样本估计总体分布及数字特征和线性回归等内容。本教科书介绍的统计内容是在义务教育阶段有关抽样调查 知识的基础上展开的，侧重点放在了介绍获得高质量样本的方法、方便样本的缺点以及随机样本的简单性质上。教科书首先通过大量的日常生活中的统计数据，通过边框 的问题和探究栏目引导学生思考用样本估计总体的必要性，以及样本的代表性问题。为强化样本代表性的重要性，教科书通过一个著名的预测结果出错的案例，使学生体 会抽样不是简单的从总体中取出几个个体的问题，它关系到最后的统计分析结果是否可靠。然后，通过生动有趣的实例引进了随机样本的概念。通过实际问题情景引入系 统抽样、分层抽样方法，介绍了简单随机抽样方法。最后，通过探究的方式，引导学生总结三种随机抽样方法的优缺点。3．随机现象在日常生活中随处可见，概率是研 究随机现象规律的学科，它为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的模型，同时为统计学的发展提供了理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为 一个未来公民的必备常识。在本模块中，学生将在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象 的理解，能通过实验、计算器（机）模拟估计简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和 比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事 件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古 典概型，通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估 计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出 现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个 常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引 入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算 不规则图形的面积等。
在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科 学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密 切联系在一起的，比如线性方程组的求解、数列的求和等。具体来说，需要通过模仿、操作、探索，学习设计程序框图表达解决问题的过程，体会算法的基本思想和含义， 理解算法的基本结构和基本算法语句，并了解中国古代数学中的算法。在本教科书中，首先通过实例明确了算法的含义，然后结合具体算法介绍了算法的三种基本结构： 顺序、条件和循环，以及基本的算法语句，最后集中介绍了辗转相除法与更相减损术、秦九韶算法、排序、进位制等典型的几个算法问题，力求表现算法的思想，培养学 生的算法意识。2．现代社会是信息化的社会，人们面临形形色色的问题，把问题用数量化的形式表示，是利用数学工具解决问题的基础。对于数量化表示的问题，需要 收集数据、分析数据、解答问题。统计学是研究如何合理收集、整理、分析数据的学科，它可以为人们制定决策提供依据。本教科书主要介绍最基本的获取样本数据的方 法，以及几种从样本数据中提取信息的统计方法，其中包括用样本估计总体分布及数字特征和线性回归等内容。本教科书介绍的统计内容是在义务教育阶段有关抽样调查 知识的基础上展开的，侧重点放在了介绍获得高质量样本的方法、方便样本的缺点以及随机样本的简单性质上。教科书首先通过大量的日常生活中的统计数据，通过边框 的问题和探究栏目引导学生思考用样本估计总体的必要性，以及样本的代表性问题。为强化样本代表性的重要性，教科书通过一个著名的预测结果出错的案例，使学生体 会抽样不是简单的从总体中取出几个个体的问题，它关系到最后的统计分析结果是否可靠。然后，通过生动有趣的实例引进了随机样本的概念。通过实际问题情景引入系 统抽样、分层抽样方法，介绍了简单随机抽样方法。最后，通过探究的方式，引导学生总结三种随机抽样方法的优缺点。3．随机现象在日常生活中随处可见，概率是研 究随机现象规律的学科，它为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的模型，同时为统计学的发展提供了理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为 一个未来公民的必备常识。在本模块中，学生将在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象 的理解，能通过实验、计算器（机）模拟估计简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和 比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事 件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古 典概型，通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估 计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出 现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个 常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引 入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算 不规则图形的面积等。
人教版选修-高二物理第二章热力学第二定律教学课件-ppt精品课件
机械能和内能的转化具有 方向性。
分析
第二类永动机不可能制成的原因
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．
分析
两种永动机都不能实现给我们的启示
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过程具有方向性的自然规 律．造永动机的失败，从反面显示出自然界存在着 某种制约着人们的普遍规律：想不付出代价而从自 然界中取出可供利用的有效动力是不可能的，人们 只能根据各种自然力相互转化的具体条件，付出一 定代价而有效地利用自然界提供的各种能源。
理解 热机的效率的理解
热机工作原理图
（l）热机做的功W和 它从热源吸收的热量Q的 比值叫做热机的效率
=W/Q1
（2）热机的效率不 可能达到100％
内燃机中汽缸中气 体燃烧产生热量Q1
推动活 塞做功
W
外界
排出废 气，同 时散失 热量Q2
要点 第二类永动机
曾经有人设计一类机器，希望它从高温热库 （例如锅炉）吸取热量后全部用来做功，不向 低温热库排出热量。这种机器的效率不是可以 达到100%了吗？这种机器不违背能量守恒定 律，但是都没有成功。人们吧这种只从单一热 库吸热，同时不间断的做功的永动机叫第二类 永动机。
种表述都称为热力学第二定律
2.热力学第二定律使人们认识到,自然界中 进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向 性。它揭示了大量分子参与的宏观过程的 方向性，是成为独立于热力学第一定律的 一个重要的自然规律。
人教版 选修1 - 2 高二物理 第二章 2 . 4 热力学第二定律 教学课件( 共3 9 张P P T )
分析
第二类永动机不可能制成的原因
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．
分析
两种永动机都不能实现给我们的启示
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过程具有方向性的自然规 律．造永动机的失败，从反面显示出自然界存在着 某种制约着人们的普遍规律：想不付出代价而从自 然界中取出可供利用的有效动力是不可能的，人们 只能根据各种自然力相互转化的具体条件，付出一 定代价而有效地利用自然界提供的各种能源。
理解 热机的效率的理解
热机工作原理图
（l）热机做的功W和 它从热源吸收的热量Q的 比值叫做热机的效率
=W/Q1
（2）热机的效率不 可能达到100％
内燃机中汽缸中气 体燃烧产生热量Q1
推动活 塞做功
W
外界
排出废 气，同 时散失 热量Q2
要点 第二类永动机
曾经有人设计一类机器，希望它从高温热库 （例如锅炉）吸取热量后全部用来做功，不向 低温热库排出热量。这种机器的效率不是可以 达到100%了吗？这种机器不违背能量守恒定 律，但是都没有成功。人们吧这种只从单一热 库吸热，同时不间断的做功的永动机叫第二类 永动机。
种表述都称为热力学第二定律
2.热力学第二定律使人们认识到,自然界中 进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向 性。它揭示了大量分子参与的宏观过程的 方向性，是成为独立于热力学第一定律的 一个重要的自然规律。
人教版 选修1 - 2 高二物理 第二章 2 . 4 热力学第二定律 教学课件( 共3 9 张P P T )
人教版物理选修1-2精品课件 第二章第五节 有序、无序和熵
无序程度 状态．由此可见，熵是表征系统的
________的物理量，熵越大，系统的无序 高 程度越___．
想一想
2．一个物体在粗糙的平面上滑动，最后停
止．系统的熵如何变化？
提示：因为物体由于受到摩擦力而停止运动，其 动能变为系统的内能，增加了系统分子无规则运 动的程度，使得无规则运动加强，也就是系统的 无序程度增加了，所以系统的熵增加了．
但是，宏观的观察并不能区分图 2－5－1 甲和 乙的两个微观态，我们只能说这两种情况下左 右两室中分子的数量密度是一样的，因此，我 们说，图甲和图乙属于同一个宏观态；而图丙 和图丁，尽管从微观上看具体分子的位置并不 一样，是不同的微观态，但它们还是属于同一 个宏观态，都是“左 1 右 3”．
例2
C．各种形式的能量向内能的转化，是能够
自动全额发生的 D．能量耗散导致能量品质的降低 答案：BCD
对有序、无序和熵的理解
1.有序和无序 确定某种规则，符合这个规则的分布是有序 的，不符合这个规则和要求的分布就是无序 的． 有序意味着各处都一样、均衡、没有差别；
而无序则是相反．
2.宏观态和微观态
【答案】 见精讲精析
【方法总结】 一个孤立系统的总熵不会减少， 也就是说它总是从有序向无序方向转化．
变式训练
2.将一些盐放入一杯清水中，一杯水都变咸 了，试说明这一过程中熵的变化．
解析：盐在水中逐渐扩散的过程，属于从有
序向无序转化的过程，故熵将增加． 答案：见解析
规定了某种规则，我们就规定了一个“宏观 态”，这个“宏观态”可能包含一种或几种“微 观态”，不同的“宏观态”对应的“微观态”的 个数不同．如果一个“宏观态”对应的“微观 态”比较多，我们就说这个“宏观态”是比较 无序的．
最新人教版高中物理选修1-2第二章《能量的守恒与耗散》本章概览
第二章 能量的守恒与耗散
本章概览
三维目标
掌握热力学的三个定律，重点是热力学第一、第二定律，理解能量守恒定律，知道热机及其工作过程，了解有关熵的概念，并能从宏观和微观两个角度来分析有关现象和问题
. 通过学习了解热学发展与建立的过程，了解研究热现象常用的方法、思想；通过这些方法规律的学习，形成对现实生活现象思维科学化的习惯
.
了解能量的耗散并能用来分析解决生活中常见的现象和问题，知道节约能源、保护环境的重要意义.
知识网络。
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本章整合
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专题归纳
能量的转化 能量守恒定律 能量守恒定律:不创生,不消失,只能转化和转移,总量不变 第一类永动机不可制成:违背能量守恒定律 改变物体内能的途径:外界与物体进行热交换或外界对物体做功 热力学第一定律 内容:物体内能的增加等于物体从外界吸收的热量与外界对物体所做的功的总和 公式表达:������U = W + Q 蒸汽机和蒸汽轮机 热机的工作原理 内燃机和燃气轮机:吸气、压缩、做功、排气冲程 制冷机
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自然过程的方向性 热机的效率:������ = ������1 热力学第二定律 第二类永动机不可制成:违背热力学第二定律 表述一:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化 表述二:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化 能量的耗散与退化 绝对零度不可达到(热力学第三定律) 有序、无序和熵 热力学温度与摄氏温度间的换算关系:(1)T = t + 273.15������ (2)������T = ������t
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专题一
专题二
2.热量和温度 热量是热传递过程中内能变化的量度。而温度是系统内部大量分子做 无规则运动的激烈程度的标志。虽然热传递的前提是两个系统之间要有温 度差,但是传递的是能量,不是温度。 热传递不仅可使系统温度发生变化,还可使物质状态发生变化。 在物质 状态变化中,传递给系统的热量并没有使系统的温度发生变化,因此不能说 “系统吸收热量多,温度变化一定大”,也不能认为“系统的温度高,它放出的 热量一定多” 。因为放出的热量,不但和温度的变化值有关,还和比热容有关。 总之, 热量和温度之间虽然有一定的联系,但它们是完全不同的两个物理量。
������
熵增加原理:任何孤立系统,它的总熵永远不会减少
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专题一
专题二
热量、内能、温度三者的区别和联系
1.热量和内能 内能是由系统的状态决定的,状态确定,系统的内能也随之确定,要使系 统的内能发生变化,可以通过热传递或做功两种方式来完成。 而热量是热传 递过程中的特征物理量,和功一样,热量只是反映物体在状态变化过程中所 迁移的能量,是用来衡量物体内能变化的。有过程,才有变化,离开过程,毫无 意义,就某一状态而言,只有“ 内能”,根本不存在什么“热量”和“ 功”,因此,不 能说一个系统中含有“ 多少热量”或“多少功”。
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专题一
专题二
题后反思 准确理解热力学第一定律和热力学第二定律,特
别是热力学第二定律的实质是正确回答此类问题的关键。
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专题一
专题二
题后反思 内能与温度是状态量,热量是过程量,弄清热量、
内能、温度的区别与联系是处理此类问题的关键。
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专题一
ห้องสมุดไป่ตู้专题二
热力学第一定律与热力学第二定律的关系
1.热力学第一定律揭示了做功和热传递对改变物体内能的规律关系: 指明了内能不但可以转移,而且还可以跟其他形式的能相互转化。 热力学第 一定律是自然界中能量转化和守恒定律在热力学中的一种表述形式,是从 能的角度揭示物质运动形式相互转化的可能性,告诫人们 :第一类永动机不 可能制成,因为它违背了热力学第一定律。热力学第一定律只有一种表述。 2.热力学第二定律揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性,如机械 能可以完全转化成内能,内能却不能完全转化成机械能而不引起其他变化, 进一步揭示了各种物质运动过程及其运动形式的转化过程都具有方向性。 告诫人们 :第二类永动机不可能制成,虽然没有违背热力学第一定律,但却违 背了热力学第二定律。热力学第二定律有多种表述。
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解析:由热力学第二定律的表述可知 A 对。 热机效率总低于 100%,B 错。 满足能量守恒的过程未必能自发进行,任何过程一定满足热力学第二定 律,C 错。由热力学第一定律 ΔU=W+Q 可知,W>0,ΔU 不一定大于 0,即内能 不一定增加,D 错。 答案:BCD
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3.两个定律的关系:热力学第一定律是在和热现象有关的物理过程中 能量守恒的特殊表达形式。 说明功和热量与内能改变的定量关系,而第二定 律指出了能量转化和守恒能否实现的条件和过程进行的方向,指明了一切 和热相关的变化过程的自然发展方向不可逆,除非靠外界影响。 所以二者相 互独立,又互相补充。
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【例题 2】 随着世界经济的快速发展,能源短缺问题日显突出。近期 国际油价不断攀升,已对各国人民的日常生活造成了各种影响,如排长队等 待加油的情景已经多次在世界各地发生,能源成为困扰世界经济发展的重 大难题之一,下列有关能量转化的说法中错误的是( 变化 B.只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的全部内能转化为机 械能 C.满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行 D.外界对物体做功,物体的内能必然增加 ) A.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他的
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【例题 1】 下列关于物体的温度、内能和热量的说法中,正确的是 ( ) A.物体的温度越高,所含热量越多 B.物体的内能越大,所含热量越多 C.物体的温度越高,它的分子热运动的平均动能越大 D.物体的温度不变,其内能就不变化
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解析:组成物体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫作物体 的内能,内能变化将伴随着做功过程或热传递过程,热量只是热传递过程中 传递内能的多少,因此,不存在物体含热量多少的概念,选项 A、B 不正确。 温度是物体内大量分子无规则热运动平均动能的宏观标志,温度越高表明 分子平均动能越大,因此选项 C 正确。一个物体的温度不变,仅表明它的分 子热运动的平均动能没有变化,但是分子间的势能有可能变化,即内能有可 能变化,如晶体熔化过程,温度不变,所吸收的热量用来增加分子间的势能, 因此选项 D 不正确。故正确选项为 C。 答案: C
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能量的转化 能量守恒定律 能量守恒定律:不创生,不消失,只能转化和转移,总量不变 第一类永动机不可制成:违背能量守恒定律 改变物体内能的途径:外界与物体进行热交换或外界对物体做功 热力学第一定律 内容:物体内能的增加等于物体从外界吸收的热量与外界对物体所做的功的总和 公式表达:������U = W + Q 蒸汽机和蒸汽轮机 热机的工作原理 内燃机和燃气轮机:吸气、压缩、做功、排气冲程 制冷机
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自然过程的方向性 热机的效率:������ = ������1 热力学第二定律 第二类永动机不可制成:违背热力学第二定律 表述一:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化 表述二:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化 能量的耗散与退化 绝对零度不可达到(热力学第三定律) 有序、无序和熵 热力学温度与摄氏温度间的换算关系:(1)T = t + 273.15������ (2)������T = ������t
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2.热量和温度 热量是热传递过程中内能变化的量度。而温度是系统内部大量分子做 无规则运动的激烈程度的标志。虽然热传递的前提是两个系统之间要有温 度差,但是传递的是能量,不是温度。 热传递不仅可使系统温度发生变化,还可使物质状态发生变化。 在物质 状态变化中,传递给系统的热量并没有使系统的温度发生变化,因此不能说 “系统吸收热量多,温度变化一定大”,也不能认为“系统的温度高,它放出的 热量一定多” 。因为放出的热量,不但和温度的变化值有关,还和比热容有关。 总之, 热量和温度之间虽然有一定的联系,但它们是完全不同的两个物理量。
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熵增加原理:任何孤立系统,它的总熵永远不会减少
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热量、内能、温度三者的区别和联系
1.热量和内能 内能是由系统的状态决定的,状态确定,系统的内能也随之确定,要使系 统的内能发生变化,可以通过热传递或做功两种方式来完成。 而热量是热传 递过程中的特征物理量,和功一样,热量只是反映物体在状态变化过程中所 迁移的能量,是用来衡量物体内能变化的。有过程,才有变化,离开过程,毫无 意义,就某一状态而言,只有“ 内能”,根本不存在什么“热量”和“ 功”,因此,不 能说一个系统中含有“ 多少热量”或“多少功”。
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别是热力学第二定律的实质是正确回答此类问题的关键。
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题后反思 内能与温度是状态量,热量是过程量,弄清热量、
内能、温度的区别与联系是处理此类问题的关键。
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热力学第一定律与热力学第二定律的关系
1.热力学第一定律揭示了做功和热传递对改变物体内能的规律关系: 指明了内能不但可以转移,而且还可以跟其他形式的能相互转化。 热力学第 一定律是自然界中能量转化和守恒定律在热力学中的一种表述形式,是从 能的角度揭示物质运动形式相互转化的可能性,告诫人们 :第一类永动机不 可能制成,因为它违背了热力学第一定律。热力学第一定律只有一种表述。 2.热力学第二定律揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性,如机械 能可以完全转化成内能,内能却不能完全转化成机械能而不引起其他变化, 进一步揭示了各种物质运动过程及其运动形式的转化过程都具有方向性。 告诫人们 :第二类永动机不可能制成,虽然没有违背热力学第一定律,但却违 背了热力学第二定律。热力学第二定律有多种表述。
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解析:由热力学第二定律的表述可知 A 对。 热机效率总低于 100%,B 错。 满足能量守恒的过程未必能自发进行,任何过程一定满足热力学第二定 律,C 错。由热力学第一定律 ΔU=W+Q 可知,W>0,ΔU 不一定大于 0,即内能 不一定增加,D 错。 答案:BCD
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3.两个定律的关系:热力学第一定律是在和热现象有关的物理过程中 能量守恒的特殊表达形式。 说明功和热量与内能改变的定量关系,而第二定 律指出了能量转化和守恒能否实现的条件和过程进行的方向,指明了一切 和热相关的变化过程的自然发展方向不可逆,除非靠外界影响。 所以二者相 互独立,又互相补充。
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【例题 2】 随着世界经济的快速发展,能源短缺问题日显突出。近期 国际油价不断攀升,已对各国人民的日常生活造成了各种影响,如排长队等 待加油的情景已经多次在世界各地发生,能源成为困扰世界经济发展的重 大难题之一,下列有关能量转化的说法中错误的是( 变化 B.只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的全部内能转化为机 械能 C.满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行 D.外界对物体做功,物体的内能必然增加 ) A.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他的
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【例题 1】 下列关于物体的温度、内能和热量的说法中,正确的是 ( ) A.物体的温度越高,所含热量越多 B.物体的内能越大,所含热量越多 C.物体的温度越高,它的分子热运动的平均动能越大 D.物体的温度不变,其内能就不变化
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解析:组成物体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫作物体 的内能,内能变化将伴随着做功过程或热传递过程,热量只是热传递过程中 传递内能的多少,因此,不存在物体含热量多少的概念,选项 A、B 不正确。 温度是物体内大量分子无规则热运动平均动能的宏观标志,温度越高表明 分子平均动能越大,因此选项 C 正确。一个物体的温度不变,仅表明它的分 子热运动的平均动能没有变化,但是分子间的势能有可能变化,即内能有可 能变化,如晶体熔化过程,温度不变,所吸收的热量用来增加分子间的势能, 因此选项 D 不正确。故正确选项为 C。 答案: C