2017-2018学年人教A版选修3-3热力学第二定律 第1课时 教案
2017-2018学年人教A版选修3-3热力学第二定律  第1课时  教案第3页

 我们把热机做的功W和它从热源吸收的热量Q1的比值叫做热机的效率,用η表示

   η=W / Q1

实际上热机不能把得到的全部内能转化为机械能,热机必须有热源和冷凝器,热机工作时,总要向冷凝器散热,不可避免的要由工作物质带走一部分热量Q2,所以有:Q1>W

因此,热机的效率不可能达到100%,汽车上的汽油机效率只有20%~30%,蒸汽轮机的效率比较高,也只能达到60%,即使是理想热机,没有摩擦,也没有漏气等能量损失,它也不可能把吸收的热量百分之百的转化成机械能,总要有一部分散发到冷凝器中。

  师生总结:热力学第二定律的另一种表述: 不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。这是热力学第二定律的开尔文表述 (也称第二类永动机)。

教师应该强调定律内容"而不产生其他影响"这个条件,举出"绝热膨胀"的例子加以说明。

第二类永动机并不违反能量守恒定律,人们为了制造出第二类永动机作出了各种努力,但同制造第一类永动机一样,都失败了。

  为什么第二类永动机不可能制成呢?

  因为机械能和内能的转化过程具有方向性。机械能全部转化成内能,内能却不能全部转化为机械能,同时不引起其他变化。

(三)课堂小结

热力学第二定律的两种表述

  表述一: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

(按照热传递的方向性来表述的)

表述二: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。也可表述为第二类永动机是不可能制成的。(机械能与内能转化具有方向性)

这两种表述是等价的,可以从一种表述导出另一种表述,所以他们都称为热力学第二定律。

  热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性(自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性)。因此,对任何一类宏观自然过程进行方向的说明,都可以作为热力学第二定律的表述。

注意:不管如何表述,热力学第二定律的实质在于揭示了:一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。

(四)布置作业

1、问题与练习1、2、3

2、思考题:

  一种冷暖两用型空调铭牌标注有如下指标:输入功率1KW,制冷能力1.2×104KJ/h,制热能力1.3×104 KJ/h。这样,该空调在制热时,每消耗1J电能,将放出3J多热量,是指标注错误还是能量不守恒呢?