1、2.4熱力學(xué)第二定律,教學(xué)目標(biāo),知識與能力： 1、了解某些熱學(xué)過程的方向性；2、了解什么是第二類永動機，為什么第二類永動機不可能制成；3、了解熱力學(xué)第二定律的兩種表述，理解熱力學(xué)第二定律的物理實質(zhì)；4、知道什么是能量耗散；5、知道什么是熱力學(xué)第三定律。 教學(xué)重點：1、熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)，定律的兩種不同表述；2、知道什么是第二類永動機，以及它不能制成的原因 教學(xué)難點：熱力學(xué)第二定律的物理實質(zhì) 教具：擴(kuò)散裝置,地球上有大量的海水，它的總質(zhì)量約為1.41018t， 只要這些海水的溫度降低0.10C，就能放出5.81023J的熱量，這相當(dāng)于1800萬個核電站一年的發(fā)電量。,?,將一塊燒紅的鐵塊投入冷

2、水中，會發(fā)生什么現(xiàn)象？,鐵塊的溫度降低，水的溫度升高，最終兩者溫度相同,將燒紅的鐵塊投入水中，結(jié)果鐵塊溫度更高，水的溫度更低。,？,電冰箱的內(nèi)部溫度比外部溫度低，為什么致冷系統(tǒng)還能不斷地把箱內(nèi)熱量傳給外界的空氣？,因為電冰箱消耗了電能，對制冷系統(tǒng)做了功，一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內(nèi)部的熱量傳給外界的空氣了相反，外界的熱量會自發(fā)地傳給電冰箱，使其溫度逐漸升高,貯藏的食品,大氣,電冰箱制冷系統(tǒng),做功,熱傳導(dǎo)的過程是有方向性的，這個過程可以向一個方向自發(fā)地進(jìn)行，但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行。 要實現(xiàn)相反方向的過程，必須借助外界的幫助，因而產(chǎn)生其它影響或引起其它變化。,熱傳導(dǎo)的方向性,一個在水

3、平地面上的物體，由于克服摩擦力做功，最后要停下來。在這個過程中，物體的動能轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能，使物體和地面的溫度升高。,？,降溫,我們能不能看到這樣的現(xiàn)象：一個放在水平地面上的物體，靠降低溫度，可以把內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為動能，使這個物體運動起來,？,有人提出這樣一種設(shè)想，發(fā)明一種熱機，用它把物體與地面摩擦所生的熱量都吸收過來并對物體做功，將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為動能，使因摩擦停止運動的物體在地面上重新運動起來，而不引起其它變化,熱機是一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置,氣缸中的氣體得到燃料燃燒時產(chǎn)生的熱量Q1 推動活塞做功W 排出廢氣，同時把熱量Q2散發(fā)到大氣中。 Q1=W+Q2 熱機效率=W/Q1,熱源,冷凝器,熱

4、機,做功,機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性。,機械能 內(nèi)能,機械能 內(nèi)能,打開閥門，容器A中的氣體會自發(fā)地向容器B中膨脹。最后兩容器都充滿氣體。,打開閥門,容器B中的氣體能否自發(fā)地流入容器A,使B中成為真空?,?,第二類永動機,冷凝器,？,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。 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其它變化。,熱力學(xué)第二定律,1，按熱傳遞的方向性來表述,2，是按機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向來表述。,兩種表述的實質(zhì),能量耗散,自然界中的宏觀過程具有方向性， 能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出 這種方向性。,水流的機械能轉(zhuǎn)變成了內(nèi)能， 這些內(nèi)能最終流散到 周圍的環(huán)境中。,我們沒有辦法把這些流散的內(nèi)能 重新收集起來加以利用。,這種現(xiàn)象叫做能量的耗散。,電能在燈泡中轉(zhuǎn)變成光能,光被墻壁吸收后 變成周圍環(huán)境的內(nèi)能,能否把這些內(nèi)能 收集起來重新利用？,能否把這些散失的能量 重新收集到火爐中 再次用來取暖？,宇宙中存在著溫度的下限： -273.150C。以這個下限為起點的溫度叫熱力學(xué)溫度，用T表示，單位是開爾文，符號是K。,T=t+273.15K,一些實際的溫度值,熱力學(xué)零度不可達(dá)