物理：10.4.热力学第二定律(人教版选修3-3)_图文_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
文档贡献者
评价文档：
物理：10.4.热力学第二定律(人教版选修3-3)
大小：1.36MB
登录百度文库，专享文档复制特权，财富值每天免费拿！
你可能喜欢(新课标人教版) 高中物理 选修3-3 10.4热力学第二定律(讲授式)课件09
上亿文档资料，等你来发现
(新课标人教版) 高中物理 选修3-3 10.4热力学第二定律(讲授式)课件09
第十章；热力学定律；第4节热力学第二定律；热传递；热量会自发地从高温物体传给低温物体,从而使低温物；高温物体温度降低.；没有任何外界的影响或帮助；电冰箱消耗电能，对制冷系统做功，致冷系统不断地；热量传给外界的空气，从而保；持冰箱内部的温度比外部的低.；?热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个；它影响或引起其它变化.；气体扩散具有方向性；空气与溴
第十章热力学定律第4节 热力学第二定律热传递热量会自发地从高温物体传给低温物体,从而使低温物体升温，高温物体温度降低.没有任何外界的影响或帮助电冰箱消耗电能，对制冷系统 做功，致冷系统不断地把箱内热量传给外界的空气，从而保持冰箱内部的温度比外部的低.? 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，但是向相反的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，因而产生其它影响或引起其它变化.气 体 扩 散 具 有 方 向 性空气与溴气的扩散气 体 扩 散 具 有 方 向 性动画：气体向真空扩散机械能和内能的转化过程具有方向性一辆汽车在水平地面上滑行，由于克服摩擦力做功，最后要停下来.在这个过程中，物体的动能转化成为内能，使物体和地面的温度升高. 我们能不能看到这样的现象：一辆汽车靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使汽车运动起来．降温共同特征：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的. 在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力学第二定律（second law of thermodynamics).一、热力学第二定律的一种表述热力学第二定律的克劳修斯表述： 热量不能自发地从低温物体传到高温物体.说明：(1)克劳修斯表述中强调了“在不引起其它的变化的条件下，热量不可 能自发地从低温物体传到高温物体.”(2)如果允许“其它变化”，例如利用致冷机做功，热量可以从低温物体传到高温物体上，而致冷机做功就属于“其它变化”. (3)如果设想克劳修斯表述不成立，即在无任何外界做功的情况下，热量就能从低温热源传向高温热源.按此设想就可制成一种无功致冷机，如图所示，它无需消耗功就能致冷.克劳修斯表述否定了这种可能性.1．下列说法中，正确的是 ( C )A．一切形式的能量间的相互转化都具有方向性热力学第二定律反映的 所有与热现象有关的宏 观过程都具有方向性在产生其他影响的情况 下,热量可以从低温物体 传给高温物体.例如冰箱B．热量不可能由低温物体传给高温物体C．气体的扩散过程具有方向性D．一切形式的能量间的相互转化都不具有可逆性二、热力学第二定律的另一种表述热机热源热机做功WQ1=W+Q2冷凝器热机效率η=W/Q1&100%热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收，使之完全变成功，而不产生其他影响.第二类永动机热源不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做热机功，而不引起其它变化.冷凝器热力学第二定律的开尔文表述又可以表述为：第二类永动机是不 可能制成的.说明1．在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其他影响” 的涵义 (1)“自发地”是指热量从高温物体“自发地”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”的涵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.2．热力学第二定律两种表述的比较开尔文表述实质说明功变热过程的不可逆性，克劳修斯表述则说明热 传导过程的不可逆性，两种表述是等价的,可用反证法证明,Q1──热机从T1吸热 A ──热机输出功 Q2──热机从T2吸热 Q1+Q2──致冷机向T1 放热违背开尔文表述一定违背克劳修斯表述 如果开尔文表述不成立，可制成一个单热源热机，将它同另一 个制冷机组成复合机，如图所示，其总效果相当于一个无功致 冷机，于是克劳修斯表述也就不成立.开尔文表述实质说明功变热过程的不可逆性，克劳修斯表述则说明热传 导过程的不可逆性，两种表述是等价的,可用反证法证明. T2──低温热源 Q2──热量通过假想装 置自动地从T2传向T1 Q1──卡诺热机从T1吸热违背克劳修斯表述一定违背开尔文表述A ──卡诺热机对外作功如果克劳修斯表述不成立，则可制成一个无功致冷机，将它同另 一个热机组成复合机，如图所示，就可使复合机成为一单热源热 机，即开尔文表述也不成立.3．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.4．与热力学第一定律的关系 热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守恒的特殊表达形 式，说明功及热量与内能改变的定量关系，而第二定律指出了能量转 化与守恒能否实现的条件和过程进行的方向，指出了一切变化过程的 自然发展方向不可逆，除非靠外界影响.所以二者相互独立，又相互 补充.2．根据热力学第二定律，可知下列说法中正确的有 ( BD )A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 当外界对系统做功时，可以使系统从低温物体 吸取热量传到高温物体上去，如冰箱和空调 B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体C．机械能可以全部转化为热能，但热能不可能全部转化为机械能D．机械能可以全部转化为热能，热能也可能全部转化为机械能机械能可以全部转化为热能.外界条件发生变化时，热能也可 以全部转化为机械能；如在等温膨胀过程中，系统吸收的热 量全部转化为对外界做的功.练一练1.下列说法正确的是 ( D ) 机械能可通过克服摩擦全部 A．机械能全部变成内能是不可能的 转化为内能 B．第二类永动机不可能制造成功的原因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 第二类永动机没有违背能量守恒定 式转化成另一种形式 律，而是违背了热力学第二定律 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在产生其他影响的情况下，可以 从单一热源吸收热量全部变成功在产生其他影响的情 况下，热量可以从低 温物体传给高 温物体.练一练2.根据热力学第二定律，下列判断正确的( ACD热源)由电流热效应的焦耳定律可 A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能 知，电能可全部转化为内能 热机机械能B．电流的能不可能全部变成内能冷凝器C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部 内能 机械能 电能变成电能外界D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体热量从低温物体传给 高温物体，必须有外 界做功，结果会带来 其他影响包含各类专业文献、高等教育、中学教育、各类资格考试、专业论文、外语学习资料、幼儿教育、小学教育、生活休闲娱乐、(新课标人教版) 高中物理 选修3-3 10.4热力学第二定律(讲授式)课件09等内容。
　高中物理 10.4《热力学第二定律》教案 新人教版选修3-3。高中物理 10.4《热力学第二定律》教案 新人教版选修3-310.4 热力学第二定律【教学目的】 1、了解... 　【精品备课】新人教版高中物理选修3-3 10.4 热力学第二定律_理化生_高中教育_教育专区。第四节 热力学第二定律 教学目标: (一)知识与技能 1、了解热传递... 　人教版高中选修3-3物理10.4热力学第二定律教案 (8)_理化生_高中教育_教育专区。热力学第二定律 【教学目标】 1、了解热传导过程的方向。 2、了解什么是第二类... 　高中物理 10-4 热力学第二定律同步练习 新人教版选修3-3_理化生_高中教育_教育专区。功和内能同步练习第四节 热力学第二定律 基础夯实 1.第二类永动机不可能制... 　新课标人教版3-3选修三10.4《热力学第二定律》WORD教案4_理化生_高中教育_教育专区。10.4、热力学第二定律 教学目标 ①、了解热力学第二定律的发展简史, ②... 　新课标人教版3-3选修三10.4《热力学第二定律》WORD教案2_理化生_高中教育_...热力学第二定律的物理实质 4、 知道什么是能量耗散 5、知道什么是热力学第三... 　物理:新人教版选修3-3 10.5热力学第二定律的微观解释(同步练习)_理化生_高中教育_教育专区。学而思网校1.关于有序和无序下列说法正确的是( A.有序和无序不... 　新课标人教版3-3选修三10.4《热力学第二定律》WORD教案3_理化生_高中教育_教育专区。热力学第二定律 要 教案 点:了解热传导过程的方向性 理解第二类永动机不...04-3 热力学第二定律_图文_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
文档贡献者
评价文档：
04-3 热力学第二定律
热​力​学​第​二​定​律
大小：1.70MB
登录百度文库，专享文档复制特权，财富值每天免费拿！
你可能喜欢11 热力学第二定律习题详解(暂没发现错)25
上亿文档资料，等你来发现
11 热力学第二定律习题详解(暂没发现错)25
谢谢分享~~~~~~~；习题十一；一、选择题；1．你认为以下哪个循环过程是不可能实现的[]；（A）由绝热线、等温线、等压线组成的循环；（B）；解：由热力学第二定律可知，单一热源的热机是不可能；2．甲说：由热力学第一定律可证明，任何热机的效率；T2；；T2；；（A）甲、乙、丙、丁全对；（B）甲、乙、丙、丁全；解：效率等于100%的热机并不违反热力学第一定律；3
谢谢分享~~~~~~~习题十一一、选择题1．你认为以下哪个循环过程是不可能实现的 [
]（A）由绝热线、等温线、等压线组成的循环； （B）由绝热线、等温线、等容线组成的循环； （C）由等容线、等压线、绝热线组成的循环； （D）由两条绝热线和一条等温线组成的循环。 答案：D解：由热力学第二定律可知，单一热源的热机是不可能实现的，故本题答案为D。2．甲说：由热力学第一定律可证明，任何热机的效率不能等于1。乙说：热力学第二定律可以表述为效率等于100%的热机不可能制成。丙说：由热力学第一定律可以证明任何可逆热机的效率都等于1?的效率等于1?T2。丁说：由热力学第一定律可以证明理想气体可逆卡诺热机T1T2。对于以上叙述，有以下几种评述，那种评述是对的 [
] T1（A）甲、乙、丙、丁全对；
（B）甲、乙、丙、丁全错； （C）甲、乙、丁对，丙错；
（D）乙、丁对，甲、丙错。 答案：D解：效率等于100%的热机并不违反热力学第一定律，由此可以判断A、C选择错误。乙的说法是对的，这样就否定了B。丁的说法也是对的，由效率定义式??1?可逆卡诺循环中有为D。3．一定量理想气体向真空做绝热自由膨胀，体积由V1增至V2，此过程中气体的 [
]（A）内能不变，熵增加；
（B）内能不变，熵减少； （C）内能不变，熵不变；
（D）内能增加，熵增加。 答案：A解：绝热自由膨胀过程，做功为零，根据热力学第一定律Q??U??pdV，系统内能V1V2Q2，由于在Q1Q2T2T?，所以理想气体可逆卡诺热机的效率等于1?2。故本题答案Q1T1T1不变；但这是不可逆过程，所以熵增加，答案A正确。4．在功与热的转变过程中，下面的那些叙述是正确的？[
]（A）能制成一种循环动作的热机，只从一个热源吸取热量，使之完全变为有用功； （B）其他循环的热机效率不可能达到可逆卡诺机的效率，可逆卡诺机的效率最高； （C）热量不可能从低温物体传到高温物体； （D）绝热过程对外做正功，则系统的内能必减少。 答案：D解：（A）违反了开尔文表述；（B）卡诺定理指的是“工作在相同高温热源和相同低温热源之间的一切不可逆热机，其效率都小于可逆卡诺热机的效率”，不是说可逆卡诺热机的效率高于其它一切工作情况下的热机的效率；（C）热量不可能自动地从低温物体传到高温物体，而不是说热量不可能从低温物体传到高温物体。故答案D正确。5．下面的那些叙述是正确的？[
]（A）发生热传导的两个物体温度差值越大，就对传热越有利；
（B）任何系统的熵一定增加；（C）有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能够变为有规则运动的能量；（D）以上三种说法均不正确。 答案：D解：（A）两物体A、B的温度分别为TA、TB，且TA?TB，两物体接触后，热量dQ从A 传向B，经历这个传热过程的熵变为dS?dQ(11?)，因此两个物体温度差值越大，TBTA熵变越大，对传热越不利；(B)孤立系统的熵一定增加，而如果一个系统与外界有物质或者能量的交换，该系统的熵可以减少，比如地球这个系统，由于与太阳等存在能量交换，地球处于相对比较有序的状态，而热寂态则不会出现；（C）热机可以将热能变为机械功，这就是将无规则运动的能量变为有规则运动的能量。故本题答案为D。6． 一摩尔单原子理想气体从初态(p1、V1、T1)准静态绝热压缩至体积为V2，其熵[
]（A）增大；
（B）减小；
（C）不变；
（D）不能确定。 答案：C解：准静态过程是可逆过程，又是绝热过程，?S??二、填空题1． 一热机每秒从高温热源（T1?600K）吸取热量Q1?3.34?104J，做功后向低温热源（T2?300K）放出热量Q2?2.09?104J，它的效率是，它可逆机（填“是”或者“不是”），如果尽可能地提高热机的效率，每秒从高温热源吸热3.34?104J，dQ?0，C正确。 T则每秒最多能做功
。 答案：37.4%；不是；1.67?104J。T2Q??1??1??50%， ???c，根解：（1）??1?，?1??37.4%cT?104据卡诺定理可知，该热机不是可逆热机。（2）根据卡诺定理，工作在相同高温热源和相同低温热源之间的一切热机，其最大效率为?c?1?T2300?1??50%，所以最多能做的功为 T1600A?Q1?c?3.34?104?50%?1.67?104J 2．把质量为5kg、比热容（单位质量物质的热容）为544J/kg的铁棒加热到300?C，然后浸入一大桶27?C的水中。在这冷却过程中铁的熵变为
。 答案：?1760J/K解：设想一可逆冷却过程，则熵变为?S??dQ?T?T2T1TMcdT273?27?Mcln2?5?544?ln??1760J/K TT 3．在冬日一房子的散热的速率为2?108J/h，设室内温度为20?C，室外温度为?20?C，这一散热过程产生熵的速率为
(J/(K?s))。 答案：30J/(s?K)。 解：三、计算题1．有可能利用表层海水和深层海水的温差来制成热机。已知热带水域的表层水温约o25oC，300m深层水温约5C。（1）在这两个温度之间工作的卡诺热机的效率多大？（2）?S?Q放Tin?Q吸Tout2????=30J/(s?K)20?273?20?273如果一电站在此最大理论效率下工作时获得的机械效率为1MW，它将以何种速率排除废热？（3）此电站获得的机械功和排除的废热均来自25C的水冷却到5C所放出的热量，问此电站每小时能取用多少吨25C的表层水（设海水的比热容为4.2kJ/(kg?K)）？ooo??6.5?102t/h。 答案：（1）??6.7%；（2）Q放?13.9MW；（3）M解：（1）??1?T25?273?1??6.7% T125?273（2）??（3） A，A?1MW，??6.7%，所以 Q放?13.9MW；A?Q放Q吸?A??cM?T，所以 M?A?c?T将 ??6.7%，A?1MW，?T?(25?273)?(5?273)?20K，c?4.2kJ/(kg?K)代入，得M?A?1.78kg/s?6.5?102t/h ?c?T 2．试求：（1）1kg，0?C的水放到100?C恒温热库上，最后达到平衡，求这一过程引起的水和恒温热库组成的系统的熵变，是增加还是减少？（2）如果1kg，0?C的水先放到50?C恒温热库上使之达到平衡，然后再把它移到100?C恒温热库上使之平衡，求这一过程引起的整个系统的熵变，并与（1）比较（水的比热容为c?4.2kJ/(kg?K)）。 答案：（1）?S1?184J/K，熵增加；（2）?S2?97.6J/K，?S2??S1。
解：（1）?S水??100?273c水M水dTT0?273?c水M水ln373273?Ss??c水M水?T水Ts?c水M水?（0?100） 100?273?S1??S水??Ss?184J/K &0（2）?S水??50?273c水M水dTT0?273??100?273c水M水dTT?50?273=c水M水（lnT2323373?ln) 273323?Ss??c水M水?T1水T1c水M水?T2水 ?T1水?(50?273)?(0?273)?50K，T1?50?273?323K ?T2水?(100?273)?(50?273)?50K，T2?100?273?373K?S2??S水??Ss?97.6J/K与（1）相比较，?S2??S1。3．1mol理想气体从初态p1、V1绝热自由膨胀到终态p2、V2，已知：V2?2V1，试求：（1）气体对外做功；（2）气体内能增量；（3）气体熵的增量。答案：（1）A?0；（2）?U?0；（3）?S?5.76J/K。解：（1）理想气体对外自由膨胀的过程中不对外做功，所以A?0；（2）理想气体对外自由膨胀的过程中不对外做功，整个过程又是绝热过程，根据热力学第一定律V2Q??U??pdV，系统?U?0V1（3）理想气体绝热对外自由膨胀是一个不可逆过程，故不能利用可逆过程的熵增公dQ来求。但熵是个态函数，所以可以找到一个始、末状态一样的可逆过程来计T算熵变。因理想气体绝热对外自由膨胀后内能不变，也即温度不变，所以可设计一个准静态等温过程来算熵增，所以TV2VdQ?S???CV,mln2??Rln2?0?1?8.31?ln1?5.76J/KTT1V1V1式?S???4．有2mol的理想气体，经过可逆的等压过程，体积从V0膨胀到3V0。求这一过程中的熵变。 答案：?S?2Cp,mln3。解： 由于熵是态函数，1→3的可逆等压过程的熵变等于1→2等温过程加上2→3绝热过程的总熵变，2→3绝热过程熵不变，则总熵变等于等温过程的熵，即 ?S?TVVVdQ??CV,mln2??Rln2?0?2Rln2?2Rln2 TT1V1V1V100?由等温方程和绝热方程 p1V1?p2V2，p3V3??p2V2? 由于 V1?V0，V3?3V0， 所以上两式变为p1V0?p2V2，由上两式得 lnp1(3V0)??p2V2?CpV2VV??ln2，ln2?ln3?ln3，代入上面熵变算式，得
V1V0V0??1RCp,mV2?S?2Rln?2Rln3?2Cp,mln3V1R 包含各类专业文献、行业资料、生活休闲娱乐、文学作品欣赏、高等教育、专业论文、11 热力学第二定律习题详解(暂没发现错)25等内容。
　[ ] (A)能制成一种循环动作的热机,只从一个热源吸取热量,使之完全变为有用功; 1 第 2 页共 5 页 11 热力学第二定律习题详解 习题册-上-11 (B)其他... 　11 热力学第一定律习题详解... 8页 2财富值 热力学第一定律_习题十 ... ...10 热力学第一定律习题详解(暂没发现错) 华南理工大学 大学物理上的答案华南理工... 　10 热力学第一定律习题详解... 11 热力学第二定律习题详解... 12 真空中的...8 光的偏振习题详解(暂没发现错) 华南理工大学 大学物理上的答案华南理工大学 ... 　第1 页共 8 页 11 热力学第一定律习题详解 习题册-上-11 习题十 习题十一 一、选择题 1.双原子理想气体,做等压膨胀,若气体膨胀过程从热源吸收热量 700J,... 　(A)甲、乙、丙、丁全对; (C)甲、乙、丁对,丙错; 3.一定量理想气体向...3 第 4 页共 4 页 习题十一 热力学第二定律 4.有 2mol 的理想气体,经过... 　11 热力学第一定律习题详解... 8页 2财富值 热力学第一定律_习题十 ... ...10 热力学第一定律习题详解(暂没发现错) 隐藏&& 第1 页共 2 页 10 热力... 　11 热力学第二定律习题答案 习题册-上-11 习题十一 一、选择题 1.D; 2.D; 3.A; 4.D; 5.D; 6.C。 二、填空题: 1.答案:37.4%;不是; 1.67 ?10... 　(a) 体系本身没有任何变化 (b) 再沿反方向经历一个可逆的卡诺循环,最后体系...(d)热力学能 U 为定值 (答案) b 11.对于不做非体积功的隔离体系,熵判据... 　第十一章热力学基础习题答案(改)_教育学_高等教育_...只从单一热源吸热完全变为有用的功, 而其它物体不...0 (2) 由热力学第一定律得: Q ? ?E ? W ?... 上传我的文档
 下载
 收藏
该文档贡献者很忙，什么也没留下。
 下载此文档
正在努力加载中...
【精品】：衡水学院 《物理化学》第三章 热力学第二定律 作业及答案
下载积分：200
内容提示：【精品】：衡水学院 《物理化学》第三章 热力学第二定律 作业及..
文档格式：PDF|
浏览次数：287|
上传日期： 03:08:22|
文档星级：
该用户还上传了这些文档
【精品】：衡水学院 《物理化学》第三章 热力学第二定律
官方公共微信