高中物理第10章第4、5節(jié)熱力學第二定律熱力學第二定律的微觀解釋課件新人教版選修3-3-資料下載頁
2024-11-18 08:05本頁面
【導讀】________性，是一個不可逆過程。熱量不能自發(fā)地從________物體傳遞到________物體。不產(chǎn)生其他影響。一切宏觀自然過程的進行都具有________。氣體向真空的自由膨脹是________的。只要確定了某種規(guī)則，________這個規(guī)則的就叫做有序。不符合某種________的稱為無序。____某種規(guī)定、規(guī)則的狀態(tài)，叫做熱力學系統(tǒng)的宏觀態(tài)。熱運動的_____________的方向進行。從分子動理論的觀點來看，熵是分子熱運動。_____________程度的定量量度。指溫度均勻并且恒定不變的系統(tǒng)。的兩部分之間工作，從而可以對外做功。據(jù)報道，有些國家已。在研究利用海水上下溫度不同來發(fā)電。不產(chǎn)生其他影響的自動熱傳遞是不可能的。兩種表述都揭示了熱現(xiàn)象宏觀過程的方向性。和消滅能量的可能性，在制熱時，放出的熱量等于。是高溫物體中分子熱運動的平均速率要大于低溫物體。物體分子運動的劇烈程度會減緩，即高溫物體的溫度降低了。微觀態(tài)數(shù)目少，較為有序。當把水潑出后，它的形狀不受盆的。無序發(fā)展，所以水不會自發(fā)地聚到盆中。
【正文】 乙同學說：熱力學第二定律是熱力學系統(tǒng)的普遍規(guī)律 ， 空調(diào)機的工作過程不可能違反它 。 兩人各執(zhí)一詞 ， 都無法使對方信服 。 請你對他們的論點作出評價 。 開放 探究 解析： 空調(diào)機和電冰箱都是制冷機 ， 它們的工作原理基本相同 。 為了便于解析 ， 我們以電冰箱為研究對象 ， 認識它的基本結構和工作過程 。 從冰箱的原理圖可以知道 ， 電冰箱由壓縮機 、 冷凝器 、 毛細管 (節(jié)流閥 )、 蒸發(fā)器四個部分組成 。 這四個部分由管道連接 ， 組成一個密閉的連通器系統(tǒng) ， 制冷劑作為工作物質 ， 由管道輸送 ， 經(jīng)過這四個部分 ， 完成工作循環(huán) 。 壓縮機是電冰箱的 “ 心臟 ” ， 它消耗電能對來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸汽做功 ， 使它變成高溫高壓的蒸汽 (如 p≈，t≈46℃ )。 然后這些高溫高壓的蒸汽來到冷凝器 ， 向低溫的環(huán)境(空氣 )放熱 ， 同時自身被冷卻而凝成低溫高壓的液體 (如 p＝， t＝ ℃ )。 這些低溫高壓的液態(tài)制冷劑由過濾器濾掉水分和雜質 ， 進入毛細管 ， 經(jīng)節(jié)流閥膨脹 ， 變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w (如 p≈， t≈－ 20℃ )， 隨后進入電冰箱的蒸發(fā)器 。 在那里 ， 這些低溫低壓的液態(tài)制冷劑在低壓條件下迅速汽化 ， 從外界 (電冰箱內(nèi) )吸收大量的熱量 ， 使那兒的溫度降低 。 這樣就完成了一個制冷循環(huán) 。 由此可見乙同學的論點正確 。 一盆水在寒冷的天氣中放在戶外就要結冰 ， 液態(tài)水的分子無序度比冰高 。 那么 ， 結冰的過程違反熵增加原理嗎 ？ 為什么 ？ 答案： 液體的水比冰的無序度大 ， 但我們看孤立系統(tǒng)的熵 ， 而不是看個別不孤立的物體 。 一盆水在寒冷的天氣中并不是孤立系統(tǒng) ， 因為水與外界大氣有能量交換 。 熵增加原理是指的孤立遵守能量守恒的系統(tǒng) 。 本說法中 ， 水與大氣為一個孤立系統(tǒng) ， 水結冰時放熱 ， 使周圍大氣 、 地面 、 分子內(nèi)能增加 ， 無序度增加 ， 系統(tǒng)總熵值是增加的 ， 并不違反該原理 。 易錯案例剖析 易錯點： 對熱力學第二定律的理解存在誤區(qū) 案例： 下列說法正確的是 ( ) A． 熱量不能從低溫物體傳到高溫物體 B． 功可以完全變成熱 ， 熱不能完全變成功 C． 改進熱機的生產(chǎn)工藝 ， 總有一天熱機的效率可以達到100% D． 氣體向真空的自由膨脹是不可逆的 易錯分析： 易錯選項及錯誤原因具分析如下： 正確解答： 在一定條件下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體 ， A錯；在一定條件下熱可以全部變成功 ， B錯；熱機的效率在任何條件下都不可能達到 100%， C錯；一切宏觀自然過程的進行都具有方向性 ， D正確 。 正確答案： D 易錯選項 錯誤原因 A 對熱力學第二定律的克勞修斯表述不理解 B 對熱力學第二定律開文爾表述不理解 C 不清楚熱機的工作原理
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