2018-2019学年人教版选修3-3 热力学第二定律 第1课时 学案
2018-2019学年人教版选修3-3   热力学第二定律   第1课时  学案第2页

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这说明热机不可能把吸收的热能全部转化为机械能,总有一部分要散失到冷凝器中.

3.第二类永动机

(1)定义

从单一热源吸热全部用来做功,而不引起其他变化.把它得到的内能全部转化为机械能,热机效率达.这种想象中的热机称为第二类永动机.

只从单一热源吸收热量,使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机.

(2)第二类永动机不可能制成

虽然第二类永动机不违反能量守恒定律,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.很显然,如果第二类永动机能制成,那么就可以利用空气或海洋作为热源,从它们那里不断吸取热量而做功,这是最经济不过的,因为海洋的内能实际上是取之不尽的.

4.热力学第二定律

(1)两种表述

①不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化.这是按照热传导的方向性来表述的.

②不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功.而不引起其他变化也可以表述为:第二类永动机是不可能制成的.这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的.

(2)两种表述是等效的

热力学第二定律的两种表述看上去似乎没有什么联系,然而实际上它们是等效的,即由其中一个,可以推导出另一个.

(3)热力学第二定律的实质

热力学第二定律的每一种表述,揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性,使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.

5.热力学第一定律和热力学第二定律的区别

(1)热力学第一定律揭示了做功和热传递对改变物体内能的规律关系,指明内能不但可以转移,而且还能跟其他形式的能相互转化.热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的一种表述形式,是从能的角度揭示不同物质运动形式相互转化的可能性.告诫人们:第一类永动机不可能制成.热力学第一定律只有一种表述形式.

(2)热力学第二定律揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性.如机械能可以全部转化为内能,内能却不可能全部转化为机械能,而不引起其他变化,进一步揭示了各种物质过程及其运动形式的转化过程都具有方向性告诫人们:第二类永动机不可能制成.热力学第二定律有多种表述形式.

  

要点二、热力学第二定律的微观解释

1.有序和无序

确定某种规则,符合这个规则的就是有序的,不符合确定的规则和要求的分布是无序的.

特别提示:无序意味着各处都一样、平均、没有差别;而有序则是相反,有序与无序是相对的,一副扑克牌,指定按黑桃、红桃、梅花、方块的顺序排列,但对号码的大小不作要求,这样的排列对于完全杂乱的一副牌来说是有序的,但对于不仅有花样方面的要求,而且对号码顺序也有要求的排列来说,就是无序的了.

2.宏观态和微观态

规定了某种规则,我们就规定了一个"宏观态",这个"宏观态"可能包舍一种或几种"微观态"