學習內容

10.4 熱力學第二定律

學習目標

1． 知道自然界中熱侍導的方向性。

2． 初步了解熱力學第二定律，并能用熱力學第二定律解釋第二類永動機不能制造成功的原因。

3． 能用熱力學第二定律解釋自然界中的能量轉化、轉移以及方向性問題。

學習重、難點

熱力學第二定律及用定律解釋一些實際問題。

學法指導

自主、合作、探究、師生討論

知識鏈接

1．熱力學第一定律的內容： 。

2．機械能能否全部轉化為內能，那么內能能否全部轉化為機械能？舉例說明

學習過程

用案人自我創新

[自主學習]

1． 閱讀P56“思考與討論”提出的問題，體會“熱傳導的方向性”。說說你對“一切與熱現象有關的宏觀自然過程都是不可逆的”這名話的理解。

2． 熱機是一種把內能轉化為機械能的裝置。熱機包括熱、工作物質、冷凝器幾部分組成。其工作原理為：熱機從熱吸收熱量Q1，推動活塞做功W，然后向冷凝器釋放熱量Q2。根據能量守恒三者關系為：

，我們把熱機做的功W和它從熱吸收的熱量Q1的比值叫做熱機的效率，用 表示，即 。

思考：熱機的效率能否達到100%，為什么？

。

3． 第二類永動機：。只從單一熱吸收熱量，使之完全變為有用的功而引起其它變化的熱機。根據你所了解的知識，第二類永動機可能研制成嗎？說說你的理由。

4． 熱力學第二定律

（1） 兩種表述：

①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（這是按照熱傳導的方向性描述的）。

②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（這是按照機械能與熱能轉化過程的方向性描述的）。

說明：

（1） 熱力學第二定律的兩種表述看上去似乎沒有什么聯系，然而實際上它們是等效的。

（2） 熱力學第二定律的實質是它揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性，使人們認識到自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性。

（3） 熱力學第一定律和第二定律的區別：

。

[例題與習題]

[例1]下列哪些過程具有方向性（ ）

A熱傳導過程

B．機械能向內能轉化過程

C．氣體的擴散過程

D．氣體向真空中的膨脹

[例2]根據熱力學第二定律，下列說法中正確的是（ ）

A． 不可能從單一熱吸收熱量并把它全部用做功而不引起其它變化

B． 沒有冷凝器，只有單一的熱，能將從單一熱吸收的熱量全部用做或，而不引起其它變化的熱機是可能實現的

C． 制冷系統將冰箱里的熱量傳給外界較高的溫度的空氣中不引起其它變化

D． 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體而不引起其它變化

[練習1] 根據熱力學第二定律，下列說法中正確的是（ ）

A． 熱機中燃氣的內能不可能全部轉化成機械能

B． 電流的能不可能全部轉化成內能

C． 在火力發電機中，燃氣的內能不可能全部變成電能

D． 在熱傳導中，熱量不可能自發地從低溫物體傳給高溫物體。]

[例3]下列說法正確 的是（ ）

A． 第二類永動機和第一類永動機一樣，都違背了能量守恒定律

B． 第二類永動機違背了能量轉化的方向性

C． 自然界中的能量是守恒的，所以不用節約能

D． 自然界中的能量盡管是定恒的，但有的能量便于利用，有的能量不便于利用，幫要節約能

[例4]關于熱力學第一定律和熱力學第二定律，下列說法正確的是（ ）

A． 熱力學第一定律指出內能可以與其它形式的能相互轉化，而熱力學第二定律則指出內能不可能完全轉化成其它形式的能，幫這兩條定律是相互矛盾的

B． 內能可以全部轉化為其它形式的能，只是會產生其它影響，幫兩條定律并不矛盾

C． 兩條定律都是有關能量的轉化定律，它們不但不矛盾，而且沒有本質的區別

D． 其實能量守恒定律已經包含了熱力學第一定律和熱力學第二定律

達標檢測

學習反思

布置作業

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