2019年高中物理第十章热力学定律4热力学第二定律5热力学第二定律的微观解释学案新人教版选修3-3

2019年高中物理第十章热力学定律4热力学第二定律5热力学第二定律的微观解释学案新人教版选修3-3[学习目标]

1.通过自然界中传热的方向性等实例，初步了解热力学第二定律，并能用热力学第二定律解释第二类永动机不能制成的原因.

2.能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及宏观自然过程的方向性问题.

3.了解有序和无序，知道宏观态和微观态．知道熵的概念，了解熵增加原理．

一、热力学第二定律的克劳修斯表述[导学探究]　热传递的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物体”？答案　不能．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．[知识梳理]1热传导的方向性一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．2热力学第二定律的克劳修斯表述德国物理学家克劳修斯在1850年提出热量不能自发地从低温物体传到高温物体．热力学第二定律的克劳修斯表述，阐述的是传热的方向性．

二、热力学第二定律的开尔文表述[导学探究]　如图1所示是制冷机和热机的工作过程示意图，通过此图思考以下问题图11制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗？2热机工作时能否将从高温热库吸收的热量全部用来做功？答案　1不是　2不能[知识梳理]1热机

①热机工作的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对外做功，把自己的内能变成机械能．

②热机的效率η热机输出的机械功与燃料产生的热量的比值，用公式表示为η＝.热机的效率不可能达到100%.2开尔文表述不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．该表述阐述了机械能与内能转化的方向性3热力学第二定律的其他描述

①一切宏观自然过程的进行都具有方向性．

②气体向真空的自由膨胀是不可逆的．

③第二类永动机是不可能制成的．4第二类永动机

①定义只从单一热库吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化的热机．

②第二类永动机不可能制成的原因虽然第二类永动机不违反能量...。