2019-2020学年度粤教版选修3-3 3.4热力学第二定律 教案(8)
2019-2020学年度粤教版选修3-3 3.4热力学第二定律 教案(8)第2页

  分析:电冰箱能够把热量从低温物体传给高温物体,在该过程中电冰箱要消耗电能,一旦切断电源,电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了,相反,外界的热量会自发地传给电冰箱,使其温度逐渐升高。

  结论:热量却不能自动地从低温物体传向高温物体,要实现这一过程,必须借助外界的帮助,就是要有外界对其做功才能完成。

  巩固练习

  电冰箱是一种类型的制冷机,是用机械的方式制造人工低温的装置。下图为电冰箱的原理图,一般电冰箱使用氟里昂12,即二氯二氟甲烷(CCl2F2)作为制冷剂。试回答下列问题:

  ①叙述电冰箱的工作原理。

  ②一小孩看到电冰箱能制冷,便打开电冰箱使室内凉快些,试问此方法是否可行?

  ③压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环,那么下列说法中正确的是

  A.在电冰箱的内管道中,制冷剂迅速膨胀并吸收热量。

  B.在电冰箱的外管道中,制冷剂迅速膨胀并放出热量。

  C.在电冰箱的内管道中,制冷剂剧烈压缩吸收热量。

  D.在电冰箱的外管道中,制冷剂被剧烈压缩放出热量。

  解析:①热量不会自发地从低温热源移向高温热源,要实现这种逆向传热,需要外界做功。气态的制冷剂二氯二氟因压缩机中经压缩成高温气体,送入冷凝器,将热量传给空气或水,同时制冷剂液化成液态氟里昂,再通过膨胀阀或毛细管进行节流减压膨胀后,进入箱内蒸发器,液态氟里昂在低压下可以在较低的温度下蒸发为气体,在蒸发过程中制冷剂吸热,使周围温度降低,产生低温环境,蒸发后汽态的制冷剂再送入压缩机,这样周而复始,由外界(压缩机)做功,系统(制冷剂)从低温热源(蒸发器)吸热,把热量传到高温热源(冷凝器),从而在冰箱内产生低于室温的温度。

  ②因为电冰箱的吸热装置(蒸发器)和散热器(冷凝器)同处室内,因此无法使室内温度降低,由于压缩机不断消耗电能做功转化为内能,室内温度还会升高。

  ③根据前面的分析可知,本题正确答案为:A、D

  (3)热传导具有方向性

  热传导的过程是有方向性的,这个过程可以向一个方向自发地进行,但是向相反方向却不能自发地进行。要实现相反方向的过程,必须借助外界的帮助,因而要产生其他影响或引起其他变化。

  (4)所有的宏观自发过程都具有单向性

  在整个自然界中,无论有生命或无生命,所有的宏观自发过程都具有单向性,都是一种不可逆的过程。

  2、第二类永动机

  问题:一个在水平地面上运动的物体,撤去外力作用后,为什么会停下来? 在这个过程中,能量是如何转化的?

  分析:在水平地面上运动的物体,撤去外力后,由于克服摩擦力做功,所以最后会停下来;在这一过程中,物体的动能转化为内能。

  (1)热机

  ①概念

  热机是把内能转化成机械能的装置。

②热机的效率