热力学第二定律的一种表述.PPTVIP

* * 热力学第二定律 知识回顾：热力学第一定律与能量守恒定律 1、热力学第一定律是能量守恒的具体体现。 2、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。 3、第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断对外做功的机器。 任何机器运动时只能将能量从一种形式转化为另一种形式，而不可能无中生有地创造能量，即第一类永动机是不可能制造出来的。 第一类永动机违背了能量守恒定律。 事实表明： 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的! 思考与讨论 1、煮好的热鸡蛋放进冷水中，过一会儿鸡蛋温度降低，水的温度升高，最后温度相同。试想：原来温度相同的水和鸡蛋，过一会儿水的温度自动降低，鸡蛋的温度自动升高，你见过吗？ 2、一杯清水中滴一滴墨水，过一会儿水变黑了。试想：变黑的水重新变回清水，而其中的碳颗粒自发的聚集成一滴墨水，能实现吗？ 在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力学第二定律。 热力学第二定律 热量只能自发地 从高温物体传到低温物体； 热量不能自发地 从低温物体传到高温物体。 “自发地”：指没有任何外界的影响和帮助。 热力学第二定律 一、第一种表述： 热量不能自发地从低温物体传到高温物体 ----克劳修斯表述 热力学第二定律 思考： 电冰箱内部的温度比外部低，致冷系统还能够不断地把冰箱内的热量传给外界的空气。 冰箱能否把热量从冰箱内的低温物体传给冰箱外的高温物体？ 该过程是否违背了热力学第二定律？ 如何解释？ 小结： 热量只能自发的 从高温物体传到低温物体； 热量不能自发地 从低温物体传到高温物体。 热量能从低温物体传到高温物体，但该过程不是自发的，必须有第三者介入。 热力学第二定律 热力学第二定律的一种表述: 热量不能自发地从低温物体传到高温物体。 ----克劳修斯表述 克劳修斯表述的实质： 热传递过程是不可逆的。 小结： 1、生活中能见到哪些热机？ 2、热机在两个工作阶段中，能量是如何转化的？ 3、热机的效率如何计算？ 4、若没有漏气，没有摩擦，没有热量的损失，热机的效率能否达到100%？ 热机所吸收的热量能否全部转化为功？ 热机的效率η=W/Q 不能 热力学第二定律 在任何情况下，热机从高温热库吸热（Q1）对外做功（W）时，定要向低温热库放热（Q2）即： WQ1 即使没有漏气，没有摩擦，没有热损，热机的效率也不会是100%！ 高温热库 热机 低温热库 W 吸热 放热 热机的工作原理图： 开尔文表述的实质: 机械能与内能的转化具有方向性—— 机械能能全部转化为内能， 但内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化。 热力学第二定律 不可能从单一热库吸收，使之完全变成功，而不产生其他影响。 ——开尔文表述 二、第二种表述： 热力学第二定律 热力学第二定律的两种表述是等价的。 热力学第二定律是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律． 热力学第二定律揭示了： 自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的。 任何宏观自然过程方向性的说明，都是热力 学第二定律的一种表述。 热现象的方向性（实例） 1、热传递的方向性 2、能量转化有方向性 3、扩散现象有方向性 A B A B 热力学第二定律可表述为： 气体向真空中绝热自由膨胀的过程不可逆。 热力学第二定律另一表述为： 第二类永动机不可制成。 第一类永动机和第二类永动机 它们都不可能制成！！ 第一类永动机的设想违反了能量守恒定律； 第二类永动机的设想虽不违反能量守恒定律，但违背了跟热现象相联系的宏观过程具有方向性的自然规律，违背了热力学第二定律。 总结 一、热力学第二定律的各种表述： 1、克劳修斯表述： 热量不能自发地从低温物体传到高温物体。 2、开尔文表述： 不可能从单一热库吸收，使之完全变成功，而不产生其他影响。 3、气体向真空中绝热自由膨胀的过程不可逆。 4、第二类永动机不可制成。 二、热力学第二定律的实质： 自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的。 BCD 例1：根据热力学第二定律