2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學定律 3 宏觀過程的方向性課件 教科版選修3-3.ppt

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1、3宏觀過程的方向性,第四章能量守恒與熱力學定律,學習目標,1.了解熱傳遞、擴散現(xiàn)象、機械能與內能轉化等過程的方向性. 2.知道具有方向性的過程稱為不可逆過程.,內容索引,重點探究 啟迪思維 探究重點,達標檢測 檢測評價 達標過關,自主預習 預習新知 夯實基礎,自主預習,一、熱傳遞的方向性,在無外界影響的情況下，熱量只能從 物體傳向 物體，要使熱量從低溫物體傳向高溫物體，外界必須對物體 ，即熱傳遞具有 .,二、擴散現(xiàn)象的方向性,事實表明大量分子從某一位置擴散到其他空間，在沒有其他影響時，不可能再 原位置，即擴散現(xiàn)象具有 .,高溫,低溫,做功,方向性,全部回到,方向性,三、機械能與內能轉化的方向性

2、,1.物體的內能不會自發(fā)地轉化為物體的 ，即機械能與內能之間轉化存在 . 2.熱機的效率_(Q1表示熱機從高溫熱源吸收的熱量，Q2 表示向低溫熱源放出的熱量，W表示對外做功).,方向性,動能,四、其他過程的方向性,1. 現(xiàn)象、 現(xiàn)象也具有方向性. 2.在事件發(fā)生時，只沿某個方向發(fā)生，而不可能在_ 的情況下沿相反方向發(fā)生的過程稱為不可逆過程.,燃燒,爆炸,沒有外界影響(或不產,生其他影響),1.判斷下列說法的正誤. (1)一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都是不可逆的.( ) (2)熱量不會從低溫物體傳給高溫物體.( ) (3)機械能可以完全轉化為內能.( ) (4)內能不可能完全轉化為機械能.(

3、),即學即用,答案,2.熱量總是自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，這說明熱傳遞過程具有_.,答案,方向性,重點探究,1.兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量會自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體，使高溫物體的溫度升高，低溫物體的溫度降低嗎？,一、熱傳遞的方向性,導學探究,答案不會.,答案,2.熱傳遞的方向性能否簡單理解為“熱量不會從低溫物體傳給高溫物體”？,答案不能.兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，使高溫物體的溫度降低，低溫物體的溫度升高，這個過程是自發(fā)進行的，不需要任何外界的影響或者幫助，有時我們也能實現(xiàn)熱量從低溫物體傳給高溫物體，如電冰箱，但這不是自發(fā)地進行的，需要消

4、耗電能.,知識深化,1.“自發(fā)地”過程就是不受外界干擾進行的自然過程. 2.要將熱量從低溫物體傳向高溫物體，必須有“外界的影響或幫助”，就是要有外界對其做功才能完成，例如電冰箱.,例1(多選)關于空調機，下列說法正確的是 A.制冷空調機工作時，熱量從低溫物體傳到高溫物體 B.制暖空調機工作時，熱量從高溫物體傳到低溫物體 C.冷暖空調機工作時，熱量既可以從低溫物體傳到高溫物體，也可以從 高溫物體傳到低溫物體 D.冷暖空調機工作時，熱量只能從高溫物體傳到低溫物體,答案,解析,解析空調機工作時，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，因為這里有外界做功.,二、擴散現(xiàn)象的方向性,答案,一滴黑墨水滴進一杯清水中

5、，不久整杯水都均勻地變黑了，有沒有這樣的“逆過程”：這杯均勻黑水中的小炭粒又自發(fā)地聚集在一起，成為一滴黑墨水，而其余部分又變成清水？,導學探究,答案沒有.,知識深化,1.兩種不同的氣體可以自發(fā)地進入對方，最后成為一種均勻的混合氣體.相反，一種均勻的混合氣體絕不會自發(fā)地分開成為兩種氣體. 2.氣體的自由膨脹也是一種擴散現(xiàn)象，具有方向性.,例2下列所述過程中，可能發(fā)生的是 A.打開一高壓密閉容器，其內氣體自發(fā)溢出后，又自發(fā)聚集進去，恢復 原狀 B.利用其他手段，使低溫物體溫度更低，高溫物體的溫度更高 C.將水和酒精混合，然后它們又自動地各自分開 D.被工廠廢水污染的湖水，廢水自發(fā)的聚集到一處,解析

6、A、C、D中的過程都是擴散現(xiàn)象，擴散現(xiàn)象具有方向性，所以逆過程不可能自發(fā)完成，故A、C、D錯誤. 熱量不可能從低溫物體自發(fā)地傳遞給高溫物體，而不引起其他的變化，但通過一些其他手段可以實現(xiàn)，故B正確.,答案,解析,三、機械能與內能轉化的方向性及其他過程的方向性,在平地上滾動的足球克服摩擦力做功，其動能轉化為內能，最終停了下來，同時足球、地面及周圍空氣的溫度略有上升.會不會有這樣的現(xiàn)象：靜止的足球和地面、周圍的空氣自發(fā)地降低溫度釋放內能，并將釋放出的內能全部轉化為動能，讓足球又滾動起來？,導學探究,答案不會.,答案,知識深化,1.機械能和內能轉化過程的方向性 (1)機械能全部轉化為內能的過程是可以

7、自發(fā)進行的，而內能全部轉化為機械能的過程，是不能自發(fā)進行的，要將內能全部轉化為機械能，必然會引起其他影響. (2)熱機的效率不可能達到100%. 2.其他過程的方向性 (1)燃燒過程具有方向性. (2)爆炸過程具有方向性.,例3(多選)用兩種不同的金屬絲組成一個回路，接觸點1插在熱水中，接觸點2插在冷水中，如圖1所示，電流計指針會發(fā)生偏轉，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象.關于這一現(xiàn)象的正確說法是,圖1,A.這一實驗過程不違反能量守恒定律 B.在實驗過程中，熱水一定降溫，冷水一定升溫 C.在實驗過程中，熱水的內能全部轉化成電能，電能則部分轉化成冷水 的內能 D.在實驗過程中，熱水的內能只有部分轉化成電能，電

8、能則全部轉化成 冷水的內能,答案,解析,解析整個過程中能量守恒且熱現(xiàn)象有方向性，A、B正確； 在絕熱過程中，熱水中的內能除轉化為電能外，還升高金屬絲的溫度，內能不能全部轉化為電能；電能除轉化為冷水的內能外，還升高金屬絲的溫度，電能不能全部轉化為冷水的內能，C、D錯誤.,達標檢測,1.(熱傳遞的方向性)(多選)關于熱傳遞的方向性，下列說法正確的是 A.熱量能自發(fā)地由高溫物體傳給低溫物體 B.熱量能自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體 C.在一定條件下，熱量也可以從低溫物體傳給高溫物體 D.熱量不可能從低溫物體傳給高溫物體,答案,1,2,3,解析,解析在有外力做功的情況下，熱量可以從低溫物體傳給高溫物體，

9、但熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體.,2.(擴散現(xiàn)象的方向性)用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定質量的理想氣體，B為真空(如圖2甲所示).現(xiàn)把隔板抽出一部分，A中的氣體自動充滿整個容器(如圖乙所示)，這個過程稱為氣體的自由膨脹，下列說法正確的是 A.自由膨脹過程中，氣體分子只做定向運動 B.自由膨脹前后，氣體的壓強不變 C.自由膨脹前后，氣體的溫度不變 D.容器中的氣體在足夠長的時間內，能全部自動回到A部分,答案,1,2,3,解析,圖2,解析隔板抽出一部分后，氣體分子做無規(guī)則熱運動，故A錯； 因容器絕熱故Q0.又因氣體自由膨脹故W0，由熱力學第一定律UWQ可知U0，則氣體溫度不變，C正確； 由pV常量可知p減小，故B錯； 由擴散現(xiàn)象的方向性知，氣體在足夠長的時間內不會全部自動回到A部分，故D錯.,1,2,3,3.(機械能與內能轉化的方向性)我們絕不會看到一個放在水平地面上的物體，靠降低溫度就可以把內能自發(fā)地轉化為動能，使這個物體運動起來.其原因是 A.違反了能量守恒定律 B.在任何條件下內能不可能轉化成機械能，只有機械能轉化成內能 C.機械能和內能的轉化過程具有方向性，內能轉化成機械能是有條件的 D.以上說法均不正確,答案,1,2,3,解析,解析內能可以向機械能轉化，但必須通過做功來實現(xiàn).,