1、4热力学第二定律第三章热力学定律1.通过自然界中客观过程的方向性，了解热力学第二定律.2.了解热力学第二定律的两种不同表述，以及两种表述的物理实质.3.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.4.认识能量耗散，知道能源是有限的.学习目标知识梳理重点探究随堂演练课时对点练内容索引NEIRONGSUOYIN知识梳理一、热力学第二定律1.定义：在物理学中，反映宏观自然过程的 性的定律.2.热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能 地从 温物体传到 温物体.阐述的是传热的 性.3.热力学第二定律的开尔文表述：(1)热机热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃
2、料中的 变成工作物质的 ；第二个阶段是工作物质对外 ，把自己的内能变成 .方向自发低高方向化学能内能做功机械能热机用于做功的热量一定 它从高温热库吸收的热量，即W Q.(2)热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之_，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).4.热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是 的.(选填“等价”或“不等价”)小于m2时，v10，v20，碰撞后两球都向前运动师同学们分析得很好国际单位制中：路程的单位是米(m)，时间的单位是秒(s)，速度的单位就写成米秒(ms)，其中“”表示除的意思，读作“每”，所以米秒(ms)就读作“米每秒”书写
3、核反应方程计算质量亏损m利用Emc2计算释放的核能速度的概念及单位守恒思想在核反应中的应用(1)天然放射现象方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X射线、X射线和射线都有重叠，但它们产生的机理不同根据教材安排，本节课分五大部分进行：眼球的构造；眼睛看物原理；近视眼的成因及其矫正；远视眼的成因及其矫正；介绍有关眼保健知识，进行用眼卫生教育。眼睛看物原理、近视眼的成因和矫正是本节课的重难点，所以我重点把这两部分的教学设计进行详细阐述。从人文关怀的角度看，现在学生的近视率越来越高，保护我们的眼睛已经刻不容缓，所以也应该
4、把介绍有关眼保健知识，进行用眼卫生教育作为本节课的重点。师运动有快有慢，怎样描述物体运动的快慢呢?3.(1)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的(3)机械能和内能的转化过程具有方向性物体在地面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来.(4)气体向真空膨胀具有方向性气体可自发地向真空容器内膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，使容器内变为真空.2.在热力学第二定律的表述中，在热力学第二定律的表述中，“自发地自发地”“不产生其他影响不产生其他影响”“单一单一热库热库”“不可能不可能”的含义的含义(1)“自发地”是指热量从高温物体“自发地
5、”传给低温物体的方向性.在传递过程中不会对其他物体产生影响或借助其他物体提供能量等.(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响.如吸热、放热、做功等.(3)“单一热库”：指温度均匀并且恒定不变的系统.若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定，则构成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作，从而可以对外做功.据报道，有些国家已在研究利用海水上下温度不同来发电.(4)“不可能”：实际上热机或制冷机系统循环时，除了从单一热库吸收热量对外做功，以及热量从低温热库传到高温热库以外，过程所产生的其他一切影响，不论用任何的办法都不可能加以消除.特
6、别提醒特别提醒(1)热力学第二定律的两种表述是等价的.(2)热力学第二定律的实质：热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，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.例1下列过程中可能发生的是A.某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有 产生其他任何影响B.打开一高压密闭容器，其内气体自发逸出后又自发跑进去，恢复原状C.利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高D.将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开解析根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的影响，但通过一些其他手段是可以实
7、现的，故C项正确；内能转化为机械能不可能自发地进行，要使内能全部转化为机械能必定要引起其他变化，故A项错误；气体膨胀具有方向性，故B项错误；扩散现象也有方向性，故D项错误.例2(多选)根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是A.不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化B.没有冷凝器，只有单一的热库，能将从单一热库吸收的热量全部用来 做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的C.制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中，而不引起其他 变化D.不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化解析热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，机械能和内能的转化过
8、程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，而内能要全部转化为机械能必须借助外部的帮助，即会引起其他变化，A选项正确，B选项错误；热传递过程也具有方向性，热量能自发地从高温物体传给低温物体，但是热量要从低温物体传到高温物体，必然要引起其他变化(外界对系统做功)，C选项错误，D选项正确.1.一切物理过程均遵守能量守恒定律，但遵守能量守恒定律的物理过程不一定均能实现.2.热力学第二定律的两种表述分别对应着一种“不可能”，但都有一个前提条件“自发地”或“不产生其他影响”，如果去掉这种前提条件，就都是有可能的.例如电冰箱的作用就是使热量从低温物体传到高温物体，等温膨胀就是从单一热库吸收热量，使之完全用来做
9、功，但不是自发地或是产生了其他影响.总结提升二、热力学第一定律和热力学第二定律的比较1.两定律的比较 热力学第一定律热力学第二定律区别是能量守恒定律在热力学中的表现，否定了创造能量和消灭能量的可能性，从而否定了第一类永动机是关于在有限空间和时间内，一切和热现象有关的物理过程、化学过程具有不可逆性的经验总结，从而否定了第二类永动机联系两定律分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律，二者既相互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础2.两类永动机的比较 第一类永动机第二类永动机设计要求不消耗任何能量，可以不断做功(或只给予很少的能量启动后，可以永远运动下去)将内能全部转化为机械能，而不
10、引起其他变化(或只有一个热库，实现内能向机械能的转化)不可能制成的原因违背了能量守恒定律违背了热力学第二定律例3(多选)对于热力学第一定律和热力学第二定律的理解，下列说法正确的是A.一定质量的气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收120 J 热量，则 它的内能增加20 JB.物体从外界吸收热量，其内能一定增加，物体对外界做功，其内能 一定减少C.第二类永动机违反了热力学第二定律，没有违反热力学第一定律D.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能 从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体解析根据热力学第一定律知，UWQ100 J120 J20 J，说明内能增
11、加了20 J，故A正确；根据热力学第一定律UWQ，可知U0，内能增加，U0，内能减小，U的大小由W、Q共同决定，说明物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，物体对外界做功，其内能不一定减少，故B错误；第二类永动机没有违反热力学第一定律，不能制成是因为它违反了热力学第二定律，故C正确；通过做功的方式可以使热量从低温物体传递给高温物体，如电冰箱制冷时热量从低温物体传递给高温物体，故D错误.三、能源与能量耗散导学探究(1)流动的水带动水磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来
12、加以利用.可见，内能与机械能相比，哪种能量的品质低？答案内能.投影(2)反应类型：衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变滑块与小车是一种常见的相互作用模型如图所示，滑块冲上小车后，在滑块与小车之间的摩擦力作用下，滑块做减速运动，小车做加速运动滑块刚好不滑出小车的临界条件是滑块到达小车末端时，滑块与小车的速度相同变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场原子核的核电荷数质子数，原子核的质量数质子数中子数1麦克斯韦电磁场理论生根据速度的公式可以看出速度等于路程除以时间，所以速度的单位是、由路程的单位除以时间的单位组成如果路程的单位用米(m)，时间的单位用秒(s)，速度的单位就是米(m)除以秒(s)(1)现
13、象：物体的不同部分在内力的作用下向相反方向运动(2)解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程(1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的(2)特点：一般情况下，物体间的相互作用力(内力)较大，因此系统动量往往有以下几种情况：动量守恒；动量近似守恒；某一方向动量守恒一、引入新课在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹(2)如图2所示是两幅宣传节约能源的图片.请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？图图2答案能量是守恒的，但能量耗散却导致能量品质的降低，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的能量.能量与能源的区别能量与能源的区别1.能
14、量是守恒的，既不会增加也不会减少.2.能源是能够提供可利用能量的物质.3.能量耗散，能量总量不变，但能量品质会下降即能源减少，故我们要节约能源.知识深化例4(2020启东中学高一期中)全球受“新冠”疫情的影响，能源市场需求减少，国际原油价格一路走低.下列关于能量和能源说法正确的是A.由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B.在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少C.能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造解析根据能量守恒定律可知，能量不会被创造，也不会凭空消失，B正确，D错误；由于能量传递具有方向性，能量耗散导致能量品质降低，所以必须节约能
15、源，A、C错误.1.(对热力学第二定律的理解)(2020上海市金山中学高二期末)关于自然过程中的方向性，下列说法正确的是A.摩擦生热的过程是可逆的B.凡是符合能量守恒的过程一般都是可逆的C.实际的宏观过程都具有“单向性”或“不可逆性”D.空调机既能制冷又能制热，说明热传递不存在方向性随堂演练1234解析摩擦生热的过程是不可逆的，故A错误.能量守恒具有单向性，一般是不可逆，故B错误；实际的宏观过程都具有“单向性”或“不可逆性”，故C正确；空调机既能制冷又能制热，并不能说明热传递不存在方向性，而是在相反的过程中，要引起其他方面的变化，故D错误.12342.(对热力学第二定律的理解)(多选)根据热力
16、学第二定律，下列判断正确的是A.热机中燃气的内能不可能全部转化为机械能B.电能不可能全部变成内能C.在火力发电机中，燃气的内能不可能全部转化成电能D.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体1234解析与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，无论采用什么设备和手段进行能量转化，总是遵循“在没有引起其他变化的情况下，机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故A正确；由焦耳定律可知，电能可以全部转化为内能，故B错误；火力发电机发电时，能量转化的过程为内能机械能电能，因为内能机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能不能全部转变为电能，故C正确；热量从低温物体传递到高温物
17、体不能自发进行，必须借助外界的帮助，故D正确.12343.(热力学第一定律和热力学第二定律)关于两类永动机和热力学两大定律，下列说法正确的是A.第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律B.第一类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律C.由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内 能，但同时做功和热传递一定会改变内能D.由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单 一热库吸收热量，完全变成功也是可能的12341234解析第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，A、B错误；由热力学第一定律可知W0，Q0，但UWQ可以等于0，C错误
18、；由热力学第二定律可知选项D中的现象是可能的，但会产生其他影响，D正确.1234.(能源与能量耗散)(多选)下列对能量耗散理解正确的是A.能量耗散说明能量在不断减少B.能量耗散遵守能量守恒定律C.能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D.能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性4解析在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散.能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙中的能量既没有减少，也没有消失，它从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错，B、D对.眼睛和眼镜是人教版新课标教材八年级物理上册第三章第四节的
19、内容，主要包括眼睛的构造、成像原理，眼睛的调节作用、近视眼远视眼的成因及其矫正等内容。它是第三章“透镜及其应用”中的重要组成部分，不仅涉及透镜的初步知识、照相机成像原理、凸透镜成像规律等物理知识，还涉及生物学科知识。(2)反应类型：衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变注意：反冲运动中平均动量守恒师同学们可以由速度的公式，根据以往的学习经验，讨论一下速度的单位应该是什么第五节电磁波相对论简介(1)动量的变化量：ppp.练习法：通过学生练习，学会应用速度公式的简单计算及速度单位的换算(3)单位(1)定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一
20、一画出，然后相加先现场调查班里近视学生的人数，再出示我的调查表，激起学生保护眼睛的欲望，学生讨论总结保护眼睛的措施。给学生一个展示才华的舞台，使学生感受到物理就在身边，激发学生学习物理的兴趣。2光电效应方程：EkhW0.考点一对热力学第二定律的理解基础对点练课时对点练123456789 101.(多选)下列哪个过程具有方向性A.热传导过程B.机械能向内能的转化过程C.气体的扩散过程D.气体向真空中的膨胀解析这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，它们都具有方向性.2.把水和酒精混合后，用蒸发的方式又可以分开，然后液化恢复到原来的状态，这说明A.扩散现象没有方向B.将水和酒精分开时，引起了其他变化
21、，故扩散具有方向性C.将水和酒精分开时，并没有引起化学变化，故扩散现象没有方向性D.用本题的实验，无法说明扩散现象是否具有方向性123456789 10123456789 10解析从题中可明显看出，两者混合时是自动产生的，但两者分离时，要先加热后冷却，也就是说，向分离与向混合这两个方向的发展是可以通过过程是否自动完成、是否需要外加其他手段才能完成来区分的，因此，可以证明扩散是有方向性的，B正确，A、C、D错误.3.(多选)(2019临沂市高二下期末)电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明了A.热量能自发地从低温物体传到高温物体B.在一定条件下，热量可以从低温物
22、体传到高温物体C.热量的传递过程不具有方向性D.在自发的条件下热量的传递过程具有方向性123456789 10解析一切自发过程都有方向性，如热传递，热量总是由高温物体自发地传向低温物体；又如扩散，气体总是自发地由密度大的地方向密度小的地方扩散.在外界帮助下气体可以由密度小的地方向密度大的地方扩散，热量可以从低温物体传向高温物体，电冰箱就是借助外界做功把热量从低温物体传向高温物体，B、D正确.123456789 10123456789 104.(多选)下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是A.大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中，而经过一段时间 大米、小米不会自动分开B.将一滴红墨水滴入
23、一杯清水中，墨水会均匀扩散到整杯水中，经过一 段时间，墨水和清水不会自动分开C.冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会将内能自发地转化 为机械能而动起来D.随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到 100%123456789 10解析热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律，A不属于热现象，A不符合题意；由热力学第二定律可知B、C、D符合题意.5.(多选)若有人想制造一种使用于轮船上的机器，它从海水中吸热全部转变为功，关于这种设想，下列说法正确的是A.这种机器能造成B.这种机器不能造成C.这种机器违反了热力学第一定律D.这种机器违反了热力学第二定律12
24、3456789 10解析这种机器从海水中吸热全部转变为功，这相当于第二类永动机，第二类永动机它不违反热力学第一定律，但违反了热力学第二定律，不能造成，故B、D正确.6.下列说法正确的是A.机械能全部变成内能是不可能的B.第二类永动机不可能制造成功是因为能量既不会凭空产生，也不会 凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化 成另一种形式C.根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D.从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的123456789 10123456789 10解析机械能可以全部转化为内能，故A错；第二类永动机不可能制造成功是因为它违背了热力学第二定律，故B
25、错；热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但如果不是自发的，是可以进行的，故C错；从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化，是不可能的，但如果是从单一热源吸收热量全部变为功的同时也引起了其他的变化，是可能的，故D对.解析能量耗散过程中能量还是守恒的，能量耗散符合热力学第二定律，C正确.123456789 10考点二能源与能量耗散7.热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象.所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的能量重新收集并加以利用.下列关于能量耗散的说法正确的是A.能量耗散说明能量不守恒B.能量耗散不符合热力学第二定律C.能量耗散过程中能量仍守恒D.能量耗散从能量转化的角度反映
26、出自然界中的宏观过程不具有方向性8.下列哪些现象属于能量耗散A.利用水流能发电变成电能B.电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能C.电池的化学能转化为电能D.火炉把房子烤暖123456789 10123456789 10解析能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，能够重新收集并加以利用的不能称为能量耗散.电能、光能都可以重新收集并加以利用，如用光作为能源的手表等，只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能，才无法重新吸收并加以利用，但本题没有告诉光能用来做什么，故不能算能量耗散，只有火炉把房子烤暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境
27、中，无法重新收集并加以利用，才是能量耗散.故D正确.9.(多选)(2020宜宾市叙州区第一中学校月考)关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列说法正确的是A.一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能减少B.气体向真空的自由膨胀是不可逆的C.热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成D.热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”123456789 10能力综合练123456789 10解析一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，Q0，W0，根据UWQ可知，气体的内能减小，故A正确；热力学第二定律表明：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可
28、逆的，故气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故B正确；热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，故C正确；热力学第二定律可描述为“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”，故D错误.10.(2020南京市中华中学高二月考)下列说法正确的是A.第二类永动机不可能制成功的原因是违背能量守恒定律B.热力学第二定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性C.因为能量守恒，所以能源危机是不可能的D.摩擦力做功的过程，必定有机械能转化为内能123456789 10解析第二类永动机不可能制造成功的原因是违背热力学第二定律，但不违背能量守恒定律，选项A错误；热力学第二定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性，选项B正确；能量虽然守恒，但有些能量耗散以后就将不能再利用，故要节约能源，选项C错误；静摩擦力做功，没有机械能转化为内能，选项D错误.123456789 10
