高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律4 热力学第二定律教案配套ppt课件

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知识点一 　探索能量守恒的足迹
1.如图所示,将一块烧红的铁块投入冷水中,会发生什么现象?指明该现象中传热的方向.
答案:铁块放热,温度降低,水吸热,温度升高,最终二者温度相同;热量从高温的铁块传向低温的冷水.
2.将一块烧红的铁块投入冷水中会不会出现铁块温度升高,水的温度降低的情况?这说明什么?
答案:不会出现;说明自发的传热过程有方向性,即热量可以自发地从高温物体传到低温物体,而不能自发地从低温物体传向高温物体.
3.热力学第二定律的克劳修斯表述:热量不能 地从低温物体传到高温物体.
4.如图所示,一个物体在水平放置的木板上运动,最后要停下来,在这个过程中,物体的动能转化成为内能,物体和木板的温度升高.该物体会不会靠降低自身温度,把内能自发地转化为动能,使自身运动起来呢?这说明什么?
答案:不会;这说明机械能和内能之间的转化有方向性,机械能可以自发地转化为内能,但内能不能自发地转化为机械能.
5.热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之 变成功,而 其他影响.
知识点二　能源是有限的
1.能量耗散:像机械能、电能、光能、声能、化学能、核能、生物能等高品质能量被利用后最终都转化成 ,流散到周围的环境中,这一过程叫能量耗散.2.能源的使用过程中虽然能的总量保持 ,但能量的品质下降了,虽然能量总量不会 ,但 会逐步减少,因此能源是有限的资源,要节约能源.
1.温度不同的两个物体接触时,热量会自发地从低温物体传给高温物体.( )2.机械能可以全部转化为内能,而内能不能自发地全部转化为机械能.( )3.在一定条件下,热量可以从低温物体传到高温物体.( )4.只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的内能全部转化为机械能.( )5.传热的过程是具有方向性的.( )6.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的.( )
探究一　热力学第二定律
如图所示,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,显然这时热量从低温物体传到了高温物体.
1.这一现象是否违背热力学第二定律?
答案:不违背热力学第二定律;热量的确从低温物体传到了高温物体,但这不是自发的过程,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.
答案:热力学第二定律的克劳修斯表述阐述的是传热的方向性.“自发”二字指的是当两个物体接触时,不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响.
2.热力学第二定律的克劳修斯表述,从哪个方面阐述了宏观自然过程的方向性?如何理解“自发”二字?
3.请从能量的角度,说明热机工作过程中是如何完成能量转化的.
答案: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推动活塞对外做功,把自己的内能变成机械能.
4.热机工作时,汽缸中的气体得到的燃料燃烧时产生的热量Q1,气体推动活塞做功W,排出的废气通过冷凝器把热量Q2散发到大气中,请根据能量守恒定律说明Q1、W、Q2之间的关系.热机的效率为多少?
5.通过技术改进,热机的效率能达到100%吗?为什么?
答案:热机效率不可能达到100%.因为Q1=W+Q2,而Q2>0,所以Q1>W,η