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1、人教物理选修课件第二章第四节第1页，共29页，编辑于2022年，星期四目标导航目标导航1.了解了解热传导过热传导过程的方向性程的方向性.2.知道第二知道第二类类永永动动机不可制成机不可制成.3.了解了解热热力学第二定律的两种不同的表述以及力学第二定律的两种不同的表述以及这这两种两种表述的表述的实质实质.4.能根据能根据热传导热传导的方向性和的方向性和热热力学第二定律分析判力学第二定律分析判断生断生产产生活中的生活中的热现热现象象发发生的原因生的原因.第2页，共29页，编辑于2022年，星期四新新知知初初探探自自学学导导引引一、自然一、自然过过程的方向性程的方向性自然界里的一切自然界里的一切变变
2、化化过过程都有程都有_，即朝某些方，即朝某些方向的向的变变化是可以化是可以_发发生的，相反方向的生的，相反方向的变变化却受到化却受到限制例如：燃限制例如：燃烧烧、扩扩散散现现象、山石象、山石滚滚落、落、风风化、化、热传递热传递和气体向真空中自由膨和气体向真空中自由膨胀胀等等方向性方向性自自发发第3页，共29页，编辑于2022年，星期四WQ2第4页，共29页，编辑于2022年，星期四2.第二第二类类永永动动机：机：仅仅从从_热库热库吸吸热热，同，同时时不不间间断断地做功的永地做功的永动动机，即效率机，即效率100%的的热热机第二机第二类类永永动动机不可能制成，机不可能制成，这这表明机械能和内能的
3、表明机械能和内能的转转化化过过程程具有具有_性，机械能可以全部性，机械能可以全部转转化成内能，内化成内能，内能却不能能却不能_转转化成机械能，而不引起其他化成机械能，而不引起其他变变化化单单一一方向方向全部全部第5页，共29页，编辑于2022年，星期四低温低温高温高温变变化化单单一一热热源源做功做功方向性方向性第6页，共29页，编辑于2022年，星期四想一想想一想自然界中，所有宏观的自发过程都具有单向性，自然界中，所有宏观的自发过程都具有单向性，这个观点对吗？试举例说明这个观点对吗？试举例说明第7页，共29页，编辑于2022年，星期四要要点点探探究究讲讲练练互互动动第二类永动机第二类永动机1.
4、定定义义从从单单一一热热源吸收源吸收热热量并把它全部用来做功，而不引量并把它全部用来做功，而不引起其他起其他变变化，把它得到的内能全部化，把它得到的内能全部转转化化为为机械能，机械能，热热机的效率达到机的效率达到100%.这这种想象中的种想象中的热热机称机称为为第二第二类类永永动动机机第8页，共29页，编辑于2022年，星期四2.第二类永动机不可能制成第二类永动机不可能制成虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，大量虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，大量的事实证明，在任何情况下，热机都不可能只的事实证明，在任何情况下，热机都不可能只有一个热源，热机要不断地把吸取的热量变为有一个热源，热机要不断地
5、把吸取的热量变为有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温热源很显然，如果第二类永动机能制成，温热源很显然，如果第二类永动机能制成，第9页，共29页，编辑于2022年，星期四第10页，共29页，编辑于2022年，星期四 第二类永动机不可能制成，是因为第二类永动机不可能制成，是因为()A违背了能量守恒定律违背了能量守恒定律B热量总是从高温物体传递到低温物体热量总是从高温物体传递到低温物体C机械能不能全部转化为内能机械能不能全部转化为内能D内能不能全部转化为机械能，同时不引起内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化其他变化例例1第11页，共29页，编辑于
6、2022年，星期四【精讲精析精讲精析】第二类永动机的设想并不违背第二类永动机的设想并不违背能量守恒定律，但却违背了涉及热现象的能量能量守恒定律，但却违背了涉及热现象的能量转化过程是有方向性的规律，故选项转化过程是有方向性的规律，故选项A错；在错；在引起其他变化的情况下，热量也可由低温物体非引起其他变化的情况下，热量也可由低温物体非自发地传递到高温物体，选项自发地传递到高温物体，选项B错；机械能可以错；机械能可以全部转化为内能，如物体克服摩擦力做功的过全部转化为内能，如物体克服摩擦力做功的过程，故选项程，故选项C错；显然选项错；显然选项D为正确的表述为正确的表述第12页，共29页，编辑于2022
7、年，星期四【答案答案】D【方法总结方法总结】第一类永动机违反能量守恒定律，第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机不违反能量守恒定律，但是违反热力第二类永动机不违反能量守恒定律，但是违反热力学第二定律学第二定律第13页，共29页，编辑于2022年，星期四变式训练变式训练1.下列说法中正确的有下列说法中正确的有()A第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律量守恒定律B第二类永动机违背了能量转化的方向性第二类永动机违背了能量转化的方向性第14页，共29页，编辑于2022年，星期四C自然界中的能量是守恒的，所以不用节约能自然界中的能量是守恒的，
8、所以不用节约能源源D自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源利用，有的不便于利用，故要节约能源答案：答案：BD第15页，共29页，编辑于2022年，星期四对热力学第二定律的理解对热力学第二定律的理解第16页，共29页，编辑于2022年，星期四(2)“不产生其他影响不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏的涵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、做功等力学方面的影响如吸热、放热、做功等第17页，共29页，编辑于2022年，星期四2
9、.热力学第二定律的实质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然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性性第18页，共29页，编辑于2022年，星期四3.热力学过程方向性实例热力学过程方向性实例第19页，共29页，编辑于2022年，星期四第20页，共29页，编辑于2022年，星期四 根据热力学第二定律分析，下列说法中正确的根据热力学第二定律分析，下列说法中正确的是是()A热量能够从高温物体传到低温物体，但
10、不热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体能从低温物体传到高温物体B热量能够从高温物体传到低温物体，也可以热量能够从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体从低温物体传到高温物体例例2第21页，共29页，编辑于2022年，星期四C机械能可以全部转化为内能，但变化的内能机械能可以全部转化为内能，但变化的内能不可以全部转化为机械能不可以全部转化为机械能D机械能可以全部转化为内能，变化的内能也可机械能可以全部转化为内能，变化的内能也可以全部转化为机械能以全部转化为机械能第22页，共29页，编辑于2022年，星期四第23页，共29页，编辑于2022年，星期四机械能可以全部
11、转化为内能机械能可以全部转化为内能(如一个运动物体克服摩如一个运动物体克服摩擦力做功而最终停止运动时，机械能全部转化为内擦力做功而最终停止运动时，机械能全部转化为内能能)，不管在什么条件下，变化的内能不可能全，不管在什么条件下，变化的内能不可能全部转化为机械能利用能量耗散原理即可说明部转化为机械能利用能量耗散原理即可说明故故C对，对，D错错【答案答案】BC第24页，共29页，编辑于2022年，星期四第25页，共29页，编辑于2022年，星期四变式训练变式训练2.根据热力学第二定律，下列判断正确的有根据热力学第二定律，下列判断正确的有()A热机中燃气的内能不可能全部转化成机械能热机中燃气的内能不
12、可能全部转化成机械能B电流的能不可能全部转化成内能电流的能不可能全部转化成内能第26页，共29页，编辑于2022年，星期四C在火力发电机中，燃气的内能不可能全部转在火力发电机中，燃气的内能不可能全部转化成电能化成电能D在热传导中，热量不可能自发地从低温物体在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体传递到高温物体第27页，共29页，编辑于2022年，星期四解析：选解析：选ACD.任何一台热机，它的工作物质获得任何一台热机，它的工作物质获得热量并对外做功之后，一定会将剩余的热量排向冷热量并对外做功之后，一定会将剩余的热量排向冷凝器，所以热机不可能把它吸收的热量全部转化为凝器，所以热机不可能把它吸收的热量全部转化为机械能，故机械能，故A正确火力发电机发电时，能量转化正确火力发电机发电时，能量转化的过程为内能的过程为内能机械能机械能电能因为内能电能因为内能机械机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部转化为电能，然不能全部转化为电能，C正确正确第28页，共29页，编辑于2022年，星期四第29页，共29页，编辑于2022年，星期四