第4节 热力学第二定律
一、教材分析本节介绍热力学第二定律,该定律与热力学第一定律是构成热力学知识的理论基础,热力学第一定律对自然过程没有任何限制,只指 出在任何热力学过程中能量不会有任何增加或损失,热力学第二定律解决哪些过程可以发生,教学时要注意讲清二者的关系。
二、教学目标
知识和技能: 1、能判断涉及热现象的宏观过程是具有方向性的;2、知道并理解热力学第二定律的两种经典表述;3、形成关于宏观热现象都具有不可逆性的概念;4、认识到热力学第一定律与热力学第二定律具有同样重要的意义。
过程和方法分析:各种热学现象的过程,归纳出现象背后的普遍规律──热力学第二定律。
情感、态度和价值观: 1、体会科学发现的曲折性和必然性;
2、体会热力学第二定律对于人类实践的指导意义。
三、教学重难点 重点:热力学第二定律内容的理解。难点:热力学第二定律的两种表述的理解。
四、学情分析学生已经掌握了热力学第一定律,能够说出一些热现象的方向性,如热传递从高温到低温,本节要求学生更加深入的理解热现象的方向性,从现象到本质,具有一定难度。五、教学方法思考、讨论、总结发言,多媒体。
六、课前准备预习学案 阅读课本七、课时安排 1课时
八、教学过程 预习内容: 1、复习提问①热力学第一定律的内容是什么?②第一类永动机为什么没有制成?③能量守恒定律是怎样表述的?2、可逆与不可逆过程
(1).热传导的方向性热传导的过程可以自发地由 物体向 物体进行,但相反方向却不能自发地进行,即热传导具有方向性,是一个不可逆过程。(2).说明:①“自发地”过程就是在不受外来干扰的条件下进行的自然过程。②热量可以 从高温物体传向低温物体,热量却不能自发地从 物体传向 物体。③要将热量从低温物体传向高温物体,必须有“外界的影响或帮助”,就是要由外界对其做功才能完成。电冰箱、空调就是例子。
3.热力学第二定律的两种表述
①.克劳修斯表述: ;
②.开尔文表述: 。
4.热机热机是把内能转化为机械能的装置。其原理是热机从热源吸收热量Q1,推动活塞做功W,然后向冷凝器释放热量Q2。由能量守恒定律可得:Q1=W+Q2
我们把热机做的功和它从热源吸收的热量的比值叫做热机效率,用η表示,即η=
5.第二类永动机①.设想:
②.第二类永动机不可能制成,表示尽管机械能可以全部转化为内能,但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化;机械能和内能的转化过程具有 。
三、提出疑惑 四、当堂检测
1.下列关于能量转化的说法中,正确的是 ( )
A.机械能可以转化为内能,但内能不能转化为机械能
B.机械能可以转化为内能,内能也能转化为机械能
C.机械能不可以转化为内能,但内能可以转化为机械能
D.机械能可以转化为内能,但内能不能全部转化为机械能,同时不引起其他变化
2.关于第二类永动机,下列说法正确的是 ( )
A.不违反热力学第一定律,也不违反第二定律
B.违反了热力学第一定律,也违反了第二定律
C.不违反热力学第一定律,只违反第二定律
D.只违反热力学第一定律,不违反第二定律
2
3.下列关于热机的说法中,正确的是( )
A.热机是把内能转化成机械能的装置
B热机是把机械能转化为内能的装置.
C.只要对内燃机不断进行革新,它可以把气体的内能全部转化为机械能
D.即使没有漏气,也没有摩擦等能量损失,内燃机也不能把内能全部转化为机械能
4.下列说法中正确的是( )
A.一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B.一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实现的
C.由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行
D.一切物理过程都不可能自发地进行
5.第二类永动机不可能制造出来的原因是因其工作原理违背( )
A.热力学第一定律 B.能的转化与守恒定律
C.热力学第二定律 D.上述三个定律
6.热量会自发地从 物体传到 物体,而不能自发地从 物体传到 物体,这就是热传导的 性。
7.设想有这样一种热机,它没有冷凝器,只有第一热源,它从第一热源吸收的热量全部用来做功,而不引起其它变化,设想中的这种热机叫 ,它 制成(填“能”或“不能”)
多维链接1.自然界中,所有的宏观自发过程都具有单向性 :在整个自然界中,无论有生命的或无生命的,所有的宏观自发过程都具有单向性,都有一定的方向性,都是一种不可逆过程。如河水向下流,重物向下落,山岳被侵蚀,房屋衰朽倒塌,人的一生从婴儿到老年到死亡等等。2.电冰箱与空调是让“热”由低温环境传递到高温环境。这是不是自发进行的?说明理由。
教学效果分析:
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