熱力學(xué)第二定律高二物理教案

　　學(xué)習(xí)目標(biāo)

　　1. 知道自然界中熱侍導(dǎo)的方向性。

　　2. 初步了解熱力學(xué)第二定律，并能用熱力學(xué)第二定律解釋第二類永動機不能制造成功的原因。

　　3. 能用熱力學(xué)第二定律解釋自然界中的能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移以及方向性問題。

　　學(xué)習(xí)重、難點

　　熱力學(xué)第二定律及用定律解釋一些實際問題。

　　學(xué)法指導(dǎo)

　　自主、合作、探究、師生討論

　　知識鏈接

　　1.熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容： 。

　　2.機械能能否全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那么內(nèi)能能否全部轉(zhuǎn)化為機械能?舉例說明

　　學(xué)習(xí)過程

　　用案人自我創(chuàng)新

　　[自主學(xué)習(xí)]

　　1. 閱讀P56思考與討論提出的問題，體會熱傳導(dǎo)的方向性。說說你對一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的這名話的理解。

　　2. 熱機是一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。熱機包括熱源、工作物質(zhì)、冷凝器幾部分組成。其工作原理為：熱機從熱源吸收熱量Q1，推動活塞做功W，然后向冷凝器釋放熱量Q2。根據(jù)能量守恒三者關(guān)系為：我們把熱機做的功W和它從熱源吸收的熱量Q1的比值叫做熱機的效率，用 教type=#_x0000_t75 ole=表示，即 。

　　思考：熱機的效率能否達(dá)到100%，為什么?

　　3. 第二類永動機：

　　只從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ�引起其它變化的熱機。根據(jù)你所了解的知識，第二類永動機可能研制成嗎?說說你的理由。

　　4. 熱力學(xué)第二定律

　　(1) 兩種表述：

　�、�(這是按照熱傳導(dǎo)的方向性來描述的)。

　　②(這是按照機械能與熱能轉(zhuǎn)化過程的方向性來描述的)。

　　說明：

　　(1) 熱力學(xué)第二定律的兩種表述看上去似乎沒有什么聯(lián)系，然而實際上它們是等效的。

　　(2) 熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)是它揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性，使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。

　　(3) 熱力學(xué)第一定律和第二定律的區(qū)別：

　　[例題與習(xí)題]

　　[例1]下列哪些過程具有方向性( )

　　A熱傳導(dǎo)過程

　　B.機械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程

　　C.氣體的擴散過程

　　D.氣體向真空中的膨脹

　　[例2]根據(jù)熱力學(xué)第二定律，下列說法中正確的是( )

　　A. 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功而不引起其它變化

　　B. 沒有冷凝器，只有單一的熱源，能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做或，而不引起其它變化的熱機是可能實現(xiàn)的

　　C. 制冷系統(tǒng)將冰箱里的熱量傳給外界較高的溫度的空氣中不引起其它變化

　　D. 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體而不引起其它變化

　　[練習(xí)1] 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，下列說法中正確的是( )

　　A. 熱機中燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化成機械能

　　B. 電流的能不可能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能

　　C. 在火力發(fā)電機中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變成電能

　　D. 在熱傳導(dǎo)中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體。]

　　[例3]下列說法正確 的是( )

　　A. 第二類永動機和第一類永動機一樣，都違背了能量守恒定律

　　B. 第二類永動機違背了能量轉(zhuǎn)化的方向性

　　C. 自然界中的能量是守恒的，所以不用節(jié)約能源

　　D. 自然界中的能量盡管是定恒的，但有的能量便于利用，有的能量不便于利用，幫要節(jié)約能源

　　[例4]關(guān)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，下列說法正確的是( )

　　A. 熱力學(xué)第一定律指出內(nèi)能可以與其它形式的能相互轉(zhuǎn)化，而熱力學(xué)第二定律則指出內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化成其它形式的能，幫這兩條定律是相互矛盾的

　　B. 內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為其它形式的能，只是會產(chǎn)生其它影響，幫兩條定律并不矛盾

　　C. 兩條定律都是有關(guān)能量的轉(zhuǎn)化定律，它們不但不矛盾，而且沒有本質(zhì)的區(qū)別

　　D. 其實能量守恒定律已經(jīng)包含了熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律

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