热力学第二定律（课件）-高二物理精讲练（人教版2019选择性）.pptx

高中物理选择性必修第三册

第三章：第4节

热力学第二定律

制作：陈庆威

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CONTENT热力学第二定律

目录能源是有限的

熵与熵增加原理

总结提升

00.问题？高中物理选择性必修第三册

一滴红色颜料滴进一杯清水中扩散，整杯

水将均匀地变红。从系统的角度来看，扩散之

前是一种状态，扩散后是另一种状态。那么，

水中扩散后的颜料能否自发地重新聚集在一起，

而其余部分又变成清水？

01.热现象的方向性高中物理选择性必修第三册

能量守恒定律告诉我们，在自然界发生的一切过程中能量都是守恒

的，一个导致能量创生或能量消失的过程是不可能出现的。然而，

并不是所有符合能量守恒定律的宏观过程都能自发地进行。

无数事实告诉我们，凡是实际的过程，只要涉及热现象，如物体间

的热传递、气体的膨胀、扩散、有摩擦的机械运动……都有特定的方

向性。

02.热现象的方向性高中物理选择性必修第三册

融化的冰糕，是否可以在同撒了气的气球，是否可以自发的

温下是否可以重新凝固？把散掉的气体重新收集起来？

03.热力学第二定律高中物理选择性必修第三册

这些过程可以自发地朝某个方向进行，例如，热由高温物体传向低温

物体，而相反的过程，即使不违背能量守恒定律，我们也从未见到它

们会自发地进行。这就是说，一切与热现象有关的宏观自然过程都是

不可逆的。在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力

学第二定律（secondlawofthermodynamics）。

第一部分

热力学第二定律

01.热力学第二定律高中物理选择性必修第三册

热力学第二定律的克劳修斯表述：德国物理学家克劳修斯在1850年

提出：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。这是热力学第二定

律的克劳修斯表述。

热力学第二定律是用否定语句表述的（绝大多数物理定律都是用肯定

语句表述的），它告诉我们什么样的过程不可能发生。

02.思考与讨论高中物理选择性必修第三册

电冰箱通电后箱内温度低于箱外温度，并且还

会继续降温，直至达到设定的温度。显然这是热量

从低温物体传递到了高温物体。这一现象是否违背

热力学第二定律呢？

03.电冰箱实例高中物理选择性必修第三册

在电冰箱的实例中，热量的确从低温物体——冰箱内的食品，传到了高温物

体——冰箱外的空气。但是这不是自发的过程，这个过程必须有第三者的介

入：必须开动冰箱的压缩机。如果不供电，冰箱的压缩机会停止工作，自发

的过程则是热量从冰箱外的高温空气传向冰箱内的低温食品。

04.热力学第二定律高中物理选择性必修第三册

热力学第二定律的开尔文表述：从能量的角度

看，热机的工作分为两个阶段：第一个阶段是

燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的

内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自

己的内能变成机械能。

开尔文

05.热机高中物理选择性必修第三册

阶段一：燃烧燃料阶段二：工作物质对外做功

燃料的化学能→工作物质的内能工作物质的内能→机械能

06.思考与讨论高中物理选择性必修第三册

在水平地面上滚动的足球，摩擦力做负功，其动能转化为