2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)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(xué)定律,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.了解熱傳遞、擴(kuò)散現(xiàn)象、機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)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(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測 檢測評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),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(duì)物體 ，即熱傳遞具有 .,二、擴(kuò)散現(xiàn)象的方向性,事實(shí)表明大量分子從某一位置擴(kuò)散到其他空間，在沒有其他影響時(shí)，不可能再 原位置，即擴(kuò)散現(xiàn)象具有 .,高溫,低溫,做功,方向性,全部回到,方向性,三、機(jī)械能與內(nèi)能

2、轉(zhuǎn)化的方向性,1.物體的內(nèi)能不會(huì)自發(fā)地轉(zhuǎn)化為物體的 ，即機(jī)械能與內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化存在 . 2.熱機(jī)的效率___________(Q1表示熱機(jī)從高溫?zé)嵩次盏臒崃?，Q2 表示向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃?，W表示對(duì)外做功).,方向性,動(dòng)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(shí)，只沿某個(gè)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(chǎn),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(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的.( ) (2)熱量不會(huì)從低溫物體傳給高溫物

3、體.( ) (3)機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.( ) (4)內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.( ),即學(xué)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(diǎn)探究,1.兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)，熱量會(huì)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(dǎo)學(xué)探究,答案不會(huì).,答案,2.熱傳遞的方向性能否簡單理解為“熱量不會(huì)從低溫物體傳給高溫物體”？,答案不能.兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)，熱量會(huì)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(gè)過程是自發(fā)進(jìn)行的

4、，不需要任何外界的影響或者幫助，有時(shí)我們也能實(shí)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(jìn)行的，需要消耗電能.,知識(shí)深化,1.“自發(fā)地”過程就是不受外界干擾進(jìn)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(duì)其做功才能完成，例如電冰箱.,例1(多選)關(guān)于空調(diào)機(jī)，下列說法正確的是 A.制冷空調(diào)機(jī)工作時(shí)，熱量從低溫物體傳到高溫物體 B.制暖空調(diào)機(jī)工作時(shí)，熱量從高溫物體傳到低溫物體 C.冷暖空調(diào)機(jī)工作時(shí)，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(diào)機(jī)工作時(shí)，熱量只能從高溫物體傳到低溫物體,答案,解析,,,解析

5、空調(diào)機(jī)工作時(shí)，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，因?yàn)檫@里有外界做功.,,二、擴(kuò)散現(xiàn)象的方向性,答案,一滴黑墨水滴進(jìn)一杯清水中，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(dǎo)學(xué)探究,答案沒有.,知識(shí)深化,1.兩種不同的氣體可以自發(fā)地進(jìn)入對(duì)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(huì)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(kuò)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(nèi)氣體自發(fā)溢出后，又自發(fā)聚集進(jìn)去，恢復(fù) 原狀 B.利用其他手段，使低溫物體溫度更

6、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(dòng)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A、C、D中的過程都是擴(kuò)散現(xiàn)象，擴(kuò)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(cuò)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(shí)現(xiàn)，故B正確.,答案,解析,三、機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性及其他過程的方向性,在平地上滾動(dòng)的足球克服摩擦力做功，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，最終停了下來，同時(shí)足球、地面及周圍空氣的溫度略有上升.會(huì)不會(huì)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(nèi)能，并將釋放出的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，讓足球

7、又滾動(dòng)起來？,導(dǎo)學(xué)探究,答案不會(huì).,答案,知識(shí)深化,1.機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性 (1)機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程是可以自發(fā)進(jìn)行的，而內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程，是不能自發(fā)進(jìn)行的，要將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，必然會(huì)引起其他影響. (2)熱機(jī)的效率不可能達(dá)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(gè)回路，接觸點(diǎn)1插在熱水中，接觸點(diǎn)2插在冷水中，如圖1所示，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象.關(guān)于這一現(xiàn)象的正確說法是,圖1,A.這一實(shí)驗(yàn)過程不違反能量守恒定律 B.在實(shí)驗(yàn)過程中，熱水一定降溫，冷水一定升溫

8、C.在實(shí)驗(yàn)過程中，熱水的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成電能，電能則部分轉(zhuǎn)化成冷水 的內(nèi)能 D.在實(shí)驗(yàn)過程中，熱水的內(nèi)能只有部分轉(zhuǎn)化成電能，電能則全部轉(zhuǎn)化成 冷水的內(nèi)能,,,答案,解析,解析整個(gè)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(nèi)能除轉(zhuǎn)化為電能外，還升高金屬絲的溫度，內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為電能；電能除轉(zhuǎn)化為冷水的內(nèi)能外，還升高金屬絲的溫度，電能不能全部轉(zhuǎn)化為冷水的內(nèi)能，C、D錯(cuò)誤.,達(dá)標(biāo)檢測,1.(熱傳遞的方向性)(多選)關(guān)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

9、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，但熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體.,,2.(擴(kuò)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(zhì)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(dòng)充滿整個(gè)容器(如圖乙所示)，這個(gè)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(yùn)動(dòng) B.自由膨脹前后，氣體的壓強(qiáng)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(shí)間內(nèi)，能全部自動(dòng)回到A部分,答案,1,2,3,,解析,圖2,解

10、析隔板抽出一部分后，氣體分子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)； 因容器絕熱故Q0.又因氣體自由膨脹故W0，由熱力學(xué)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(cuò)； 由擴(kuò)散現(xiàn)象的方向性知，氣體在足夠長的時(shí)間內(nèi)不會(huì)全部自動(dòng)回到A部分，故D錯(cuò).,1,2,3,3.(機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性)我們絕不會(huì)看到一個(gè)放在水平地面上的物體，靠降低溫度就可以把內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)起來.其原因是 A.違反了能量守恒定律 B.在任何條件下內(nèi)能不可能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，只有機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 C.機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)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(nèi)能可以向機(jī)械能轉(zhuǎn)化，但必須通過做功來實(shí)現(xiàn).,