資源簡介

3.4熱力學第二定律
課標要求 通過自然界中宏觀過程的方向性，了解熱力學第二定律。
素養達成 物理觀念∶通過自然界中宏觀過程的方向性，建立起熱力學第二定律的概念。能用熱力學第二定律正確描述和解釋宏觀方向性的自然現象。 科學思維∶對常見的宏觀自然過程的方向性進行簡單分析；知道能量守恒與節約能源的本質。 科學探究：理解冰箱的工作原理以及熱機的效率為什么無法達到100%。 科學態度與責任∶了解能源在社會發展中的地位；知道人類必須尊重自然，遵循自然規律；養成保護環境、節約資源、促進可持續發展的良好習慣。
本節重點 理解熱力學第二定律的兩種不同表述，以及這兩種表述的物理實質
本節難點 能用熱力學第二定律解釋自然界中的能量變化、轉移及方向性問題
學情學法 學生知道現象 歸納法，總結法
教學內容 教師復案備注 學生學習筆跡
【溫故知新】 熱力學第一定律內容？ 【知識展示】 問題探究一、熱傳遞的方向性 1．溫度不同的兩個物體接觸時，熱量會________ 從高溫物體傳給低溫物體，但不會________ 從低溫物體傳給高溫物體，這說明熱傳導的過程具有________性． 2．無數事實告訴我們，一切與熱現象有關的宏觀自然過程都是____的。 問題探究二、熱力學第二定律 1．定義：在物理學中，反映宏觀自然過程的_______的定律就是熱力學第二定律． 2．表述 (1)克勞修斯表述：熱量不能 ________從低溫物體傳到高溫物體．(該表述闡述的是熱傳遞的________) (2)開爾文表述：不可能從單一熱庫________，使之完全變成________，而不產生其他影響．(該表述闡述的是機械能與內能轉化的________) (3)可以證明，熱力學第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述是________的． 3.對熱力學第二定律的理解 (1).單一熱庫：指溫度均勻并且恒定不變的系統． (2)不是不能從單一熱庫吸收熱量而對外做功，而是這樣做功的過程中，一定伴隨著其他變化或影響．同樣，也不是熱量不能從低溫物體傳到高溫物體，而是指不產生其他影響的自發熱傳遞是不可能的． (3)適用條件：只能適用于由很大數目分子所構成的系統及有限范圍內的宏觀過程，而不適用于少量的微觀體系，也不能把它擴展到無限的宇宙． (4)兩種表述是等價的：都揭示了熱現象宏觀過程的方向性．兩種表述可以相互推導．如果克勞修斯表述不成立，則開爾文表述也不成立． 問題探究三、熱機和第二類永動機 1．熱機 (1)熱機工作的兩個階段： 第一個階段是________，把燃料中的________能變成工作物質的________． 第二個階段是工作物質對外________，把自己的________能變成________能． (2)熱機的效率： 熱機輸出的________與燃料燃燒產生的熱量Q的比值叫作熱機的效率，用公式可表述為η＝________.熱機用于做功的熱量一定小于它從高溫熱庫吸收的熱量，即________. 2．第二類永動機 (1)定義：只從單一熱庫吸收熱量，并使之完全變成有用功而不產生________ 的熱機． (2)第二類永動機不可制成的原因：違背了_______________定律． 問題探究四、能源是有限的 1．能量在數量上雖然守恒，但其轉移和轉化卻具有________． 2．能源的使用過程中雖然能的總量保持守恒，但能量的________下降了．雖然能量總量不會減少，但能源會逐步減少，因此能源是________的資源． 【典例分析】 1.如圖所示的汽缸內盛有一定質量的理想氣體，汽缸壁是導熱的，缸外環境溫度保持恒定，活塞與汽缸壁的接觸是光滑的，但不漏氣．現將活塞桿與外界連接使其緩慢地向右移動，這樣氣體將等溫膨脹并通過桿對外做功．若已知理想氣體的內能只與溫度有關，則下列說法正確的是(　　) A．氣體是從單一熱庫吸熱，全用來對外做功，因此過程違反熱力學第二定律 B．氣體是從單一熱庫吸熱，但并未全用來對外做功，所以此過程不違反熱力學第二定律 C．氣體是從單一熱庫吸熱，全用來對外做功，但此過程不違反熱力學第二定律 D．以上三種說法都不正確 【規律方法】 熱力學第二定律的實質：一切與熱現象有關的宏觀過程都具有方向性。 【課堂檢測】 2.關于熱力學第一定律和熱力學第二定律，下列論述正確的是(　　) A．熱力學第一定律指出內能可以與其他形式的能相互轉化，而熱力學第二定律則指出內能不可能完全轉化為其他形式的能，故這兩條定律是相互矛盾的 B．內能可以全部轉化為其他形式的能，只是會產生其他影響，故兩條定律并不矛盾 C．兩條定律都是有關能量的轉化規律，它們不但不矛盾，而且沒有本質區別 D．其實，能量守恒定律已經包含了熱力學第一定律和熱力學第二定律 【課后練習】 3.如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內外的管道中不斷循環。在蒸發器中制冷劑汽化吸收箱體內的熱量，經過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體 外。下列說法正確的是（ ） A.熱量可以自發地從冰箱內傳到冰箱外 B.電冰箱的制冷系統能夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能 C.電冰箱的工作原理不違背熱力學第一定律 D.電冰箱的工作原理違背熱力學第一定律 【課堂小結】本節學習熱力學第二定律的兩種表述。 【作業布置】 教材63頁1.2題
學后思考 教學反思 得：
失：

展開更多......

收起↑