全优课堂·物理·选择性必修第三册(粤教版)·课件 第3章　第3节 热力学第二定律.pptx

第三章热力学定律;1．知道热传导、扩散现象、机械能与内能的转化等都具有方向性．具有方向性的过程是不可逆的．2．理解热力学第二定律的两种表述，并能用热力学第二定律解释第二类永动机不可能制成．3．学会用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移及方向性问题．4．学会运用热力学第二定律解决一些实际问题．;课前?自主预习;热传导及扩散的方向性

1．热量可以自发地由________物体传给________物体．

2．热量不能自发地由________物体传给________物体．

3．热传导过程是有__________的．

4．两种不同的气体________自发地混合，最后成为一种均匀的混合气体．相反，一种均匀的混合气体却________自发地分开成为两种气体．;机械能和内能转化的方向性

1．热机

(1)热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的_________变成工作物质的________．

第二个阶段是工作物质对外______，把自己的内能变成________．

(2)热机的效率：热机输出的____________与燃料产生的________的

比值．用公式表示η＝______．;2．第二类永动机

(1)定义：只从单一热库吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化．

(2)第二类永动机不可能制成的原因：虽然第二类永动机不违背________________，但大量的事实证明，在任何情况下，热机都不可能只有一个热库，热机要不断地把吸收的热量变为有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温热库．;热力学第二定律

1．热力学第二定律的克劳修斯表述

热量不能自发地从________物体传到________物体．即热传导的过程具有_________．

2．开尔文表述

不可能从单一热库吸收热量，使之______________，而不产生其他影响．(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性);3．热力学第二定律的理解

(1)一切宏观自然过程的进行都具有__________．

(2)气体向真空的自由膨胀是__________的．

(3)第二类永动机是不可能制成的．

(4)机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功而转化成机械能．;课堂?重难探究;对热力学第二定律的理解;(1)“自发地”过程就是不受外来干扰进行的自然过程，如重物下落、植物的???花结果等都是自然界客观存在的一些过程，它不受外界干扰．在热传递过程中，热量可以自发地从高温物体传向低温物体，却不能自发地从低温物体传向高温物体．要将热量从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或外界的帮助”，就是要有外界对其做功才能完成．电冰箱就是一例，它是靠电流做功把热量从低温处“搬”到高温处的．

(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等．;2．热力学第二定律的实质

热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而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．

3．热力学第二定律的微观解释

一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．

;4．热平衡

两个有温差的物体互相接触，通过接触面上两侧分子的互相碰撞，使得温度高的物体分子平均动能逐渐减少，温度低的物体分子平均动能逐渐增大，直至两者温度相同达到热平衡．

;例1(2024年南通月考)半导体掺杂对于半导体工业有着举足轻重的作用，其中一种技术是将掺杂源物质与硅晶体在高温(800到1250摄氏度)状态下接触，掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面．下列说法中正确的是 ()

A．这种渗透过程是自发可逆的

B．这种渗透过程是外界作用引起的

C．温度越高越容易掺杂

D．温度升高后，掺杂源物质所有分子的热运动速率都增加;【答案】C

【解析】掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面，所以这种渗透过程是分子的扩散现象该过程为自发过程，其逆过程不能自发进行，A、B错误；温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，分子的平均速率增大，并不是所有分子的热运动速率都增加，C正确、D错误．

;变式1下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是 ()

A．第二类永动机不可能制成，是因为违背了热力学第一定律

B．能量耗散过程中能量不守恒

C．夏天打开电冰箱的门，可以起到室内降温作用

D．一切自发过程总是沿着分子无序性增大的方向进行

【答案】D

;【解析】第二类永动机不可能制成，是因为违背了热力学第二定律，A错误；能量耗散过程中能量也是守恒的，B错误；电冰箱制冷机工作后，冰箱冷冻室内的蒸发器温度降低，吸收空气中的热量，而与此同时，冰箱外部的冷凝器温度升高，将热量传给空气，室内空气的热