1、第十章 第4讲 热力学第二定律目标定位 1.通过自然界中客观过程的方向性，了解热力学第二定律.2.了解热力学第二定律的两种不同表述，以及两种表述的物理实质.3.了解什么是第二类永动机，知道为什么它不能制成.1 预习导学 梳理识记点拨 2 课堂讲义 理解深化探究 3 对点练习 巩固应用反馈 预习导学 梳理识记点拨 1.一切与热现象有关的宏观自然过程都是的.如物体间的传热、气体的膨胀、扩散都有特定的.2.反映宏观自然过程的定律就是热力学第二定律.一、热力学第二定律 不可逆方向性方向性5 第4讲 热力学第二定律 二、热力学第二定律的两种表述1.克劳修斯表述：热量不能地从温物体传到温物体.2.开尔文表
2、述：不可能从热库吸收热量，使之变成功，而其他影响.自发低高单一完全不产生6 第4讲 热力学第二定律 三、热机1.热机的效率：热机输出的与燃料产生的的比值，用公式表示为.热机的效率不可能达到100%.2.第二类永动机：只有热源，从单一热源吸收热量，可以用来做功的热机叫第二类永动机，它不违背，但违背，所以实现.机械功热量WQ单一全部能量守恒定律热力学第二定律不能课堂讲义 理解深化探究 一、宏观过程的方向性 1.热传导具有方向性：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，结果使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高.2.气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对
3、方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，决不会自发地分开，成为两种不同的气体.8 第4讲 热力学第二定律 3.机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来.4.气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，容器变为真空.9 第4讲 热力学第二定律 5.在整个自然界中，无论有生命的还是无生命的，所有的宏观自发过程都具有单向性，都有一定的方向性，都是一种不可逆过程.10 第4讲 热力学第二定律 例1 下列说法正确的是()A.热量能自发地从高温物体传
4、给低温物体 B.热量不能从低温物体传到高温物体 C.热传递是有方向性的 D.气体向真空中膨胀的过程是有方向性的 11 第4讲 热力学第二定律 解析 如果是自发地进行，热量只能从高温物体传到低温物体，但这并不是说热量不能从低温物体传到高温物体，只是不能自发地进行，在外界条件的帮助下，热量也能从低温物体传到高温物体，A、C对，B错；气体向真空中膨胀的过程也是不可逆，具有方向性的，D对.答案 ACD 12 第4讲 热力学第二定律 借题发挥 两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高，这个过程是自发进行的，不需要任何外界的影响或者帮助，有
5、时我们也能实现热量从低温物体传给高温物体，如电冰箱，但这不是自发地进行的，需要消耗电能，其实自然界中所有的热现象都是具有单向性的.13 第4讲 热力学第二定律 二、热力学第二定律和第二类永动机1.克劳修斯表述是按热传导的方向性表述的.热量可以由低温物体传到高温物体但不能是自发的，如：冰箱、空调.2.开尔文表述是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的.不是不能从单一热库吸收热量而对外做功，而是这样做的结果，一定伴随着其他变化或影响.3.这两种表述看似毫无联系，其实是等价的，可以从一种表述导出另一种表述.14 第4讲 热力学第二定律 4.热力学第二定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具
6、有方向性.5.第二类永动机不可能制成，它也是热力学第二定律的一种表述形式.虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，但大量的事实证明，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用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温热源.15 第4讲 热力学第二定律 例2 根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是()A.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 B.没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的 C.制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中，而不引起其他变化 D.不可能使热量由低温物体传递到高
7、温物体，而不引起其他变化 16 第4讲 热力学第二定律 解析 热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，而内能要转化为机械能必须借助外部的帮助，即会引起其他变化，A选项正确，B选项错误；热传递过程也具有方向性，热量能自发地从高温物体传给低温物体，但是热量要从低温物体传到高温物体，必然要引起其他变化(外界对系统做功)，故C选项错误，D选项正确.答案 AD 17 第4讲 热力学第二定律 借题发挥(1)一切物理过程均遵守能量守恒定律，但遵守能量守恒定律的物理过程不一定均能实现.(2)热力学第二定律的关键在于“自发性”和“方向性”.
8、18 第4讲 热力学第二定律 例3 第二类永动机不可能制成的原因是()A.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 C.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而不引起其他变化 解析 第二类永动机的设想并不违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，所以不可能制成.D对点练习 巩固应用反馈 宏观过程的方向性 1.下列哪个过程具有方向性()A.热传导过程 B.机械能向内能的转化过程 C.气体的扩散过程 D.气体向真空中的膨胀 1 2 3 4解析 这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二定律可知，它们都是不可逆的，具有方向性.ABCD20 第4讲 热力学第
9、二定律 2.根据热力学第二定律，下列判断正确的是()A.电流的能不可能全部变为内能 B.在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能 C.热机中，燃气内能不可能全部变为机械能 D.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 1 2 3 4热力学第二定律和第二类永动机21 第4讲 热力学第二定律 解析 根据热力学第二定律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的能可全部变为内能(由焦耳定律可知)，而内能不可能全部变成电流的能，而不产生其他影响.机械能可全部变为内能，而内能不可能全部变成机械能.在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物
10、体.答案 BCD 1 2 3 422 第4讲 热力学第二定律 3.关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是()A.热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的 B.内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾 1 2 3 423 第4讲 热力学第二定律 C.两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别 D.其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律 1 2 3 4解析 热力学第一定律揭示了内能与其他形式能量之间的转化关系，是能量守恒定律
11、在热学中的具体体现.热力 24 第4讲 热力学第二定律 学第二定律则进一步阐明了内能与其他形式能量转化时的方向性，二者表述的角度不同，本质不同，相互补充，并不矛盾，故选项C、D错误，选项B正确；1 2 3 4内能在一定条件下可以全部转化为机械能，热量也可以由低温物体传递到高温物体，但是要引起其他变化，如电冰箱制冷机工作还要消耗电能，故选项A错误.答案 B 25 第4讲 热力学第二定律 4.关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是()A.随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%B.热量是不可能从低温物体传递给高温物体的 C.第二类永动机遵从能量守恒定律，故能制成 D.用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0105 J，同时空气向外界放出热量1.5105 J，则空气的内能增加了5104 J 1 2 3 426 第4讲 热力学第二定律 解析 由热力学第二定律知，B、C错；绝对零度不可能达到，A错；由热力学第一定律知D正确.答案 D 1 2 3 4
