2022年高二物理 第十一章分子熱運(yùn)動(dòng) 能量守恒第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律（1）教案 舊人教版教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo)： 1了解熱傳導(dǎo)過(guò)程的方向性。2了解什么是第二類永動(dòng)機(jī)，為什么第二類永動(dòng)機(jī)不可制成。3了解熱力學(xué)第二定律的兩種表述方法以及這兩種表述的物理實(shí)質(zhì)。4了解什么是能量耗散。二、能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題解決問題的能力。三、德育目標(biāo):具有對(duì)科學(xué)的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理，有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用與日常生活、社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)。 教學(xué)重點(diǎn)熱力學(xué)第二定律的兩種表述方法以及這兩種表述的物理實(shí)質(zhì).教學(xué)難點(diǎn)第二類永動(dòng)機(jī)不可制成的物理實(shí)質(zhì).教學(xué)方法教師講解與學(xué)生課堂自學(xué)結(jié)合，并討論歸納。教學(xué)用具投影儀，大屏幕，相關(guān)圖片.課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過(guò)程一、引入新課:有這樣一個(gè)有趣的問題：地球上有大量海水，它的總質(zhì)量約為1.4×1018t，只要這些海水的溫度降低0.1，就能放出5.8×1023J的熱量，這相當(dāng)于1800萬(wàn)個(gè)核電站一年的發(fā)電量為什么人們不去研究這種“新能源”呢？原來(lái)，這樣做是不可能的這涉及物理學(xué)的一個(gè)基本定律，就是本節(jié)要討論的熱力學(xué)第二定律?！景鍟康谄吖?jié) 熱力學(xué)第二定律 二、新課教學(xué):學(xué)生帶著問題閱讀、討論：思考：1、何為熱傳導(dǎo)的方向性？2、什么是第二類永動(dòng)機(jī)？它違背了什么規(guī)律？3、何為熱力學(xué)第二定律？它有幾種表述方法？歸納：、熱傳導(dǎo)的方向性：高溫物體只能“自發(fā)地”將熱量傳給低溫物體，而低溫物體必須要依靠外界的輔助才能將熱量傳給高溫物體。、第二類永動(dòng)機(jī)、沒有冷凝器的能從單一熱源吸收熱量并全部用來(lái)做功而不引起其他變化的熱機(jī)。、特征：符合能量守恒定律；不可能引起其他變化 。、結(jié)論：機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性，盡管機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其它變化、熱力學(xué)第二定律表述一：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不產(chǎn)生其他變化。（按熱傳導(dǎo)的方向性表述）表述二：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其他變化。（按能量轉(zhuǎn)化的方向性表述）小結(jié)：熱力學(xué)第二定律揭示了自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性，使得它成為獨(dú)立于熱力學(xué)第一定律的一個(gè)重要的自然規(guī)律熱力學(xué)第二定律在物理、化學(xué)、生物等學(xué)科中有重要的應(yīng)用，它對(duì)于我們認(rèn)識(shí)自然和利用自然有重要的指導(dǎo)意義。、能量耗散在自然界中的宏觀過(guò)程由于方向性，使得能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中不可能使轉(zhuǎn)化后的能量全部加以利用，總會(huì)有一部分能量會(huì)流散，這種現(xiàn)象叫能量耗散。 讓學(xué)生合上書本，思考并回答問題1電冰箱內(nèi)部的溫度比外部低，為什么致冷系統(tǒng)還能不斷地把箱內(nèi)的熱量傳給外界的空氣？這個(gè)事實(shí)說(shuō)明了什么？這是因?yàn)殡姳湎牧穗娔?，?duì)致冷系統(tǒng)做了功(下圖所示，投影)一旦切斷電源，電冰箱就不能把箱內(nèi)的熱量傳給外界的空氣了相反，外界的熱量會(huì)自發(fā)地傳給電冰箱，使箱內(nèi)的溫度逐漸升高我們看到，熱傳導(dǎo)的過(guò)程是有方向性的，這個(gè)過(guò)程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行，但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行要實(shí)現(xiàn)相反方向的過(guò)程，必須借助外界的幫助，因而產(chǎn)生其他影響或引起其他變化2能否生產(chǎn)出效率可達(dá)到100的熱機(jī)？為什么？氣缸中的氣體得到燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量Q1，推動(dòng)活塞做功W，然后排出廢氣，同時(shí)把熱量Q2散發(fā)到大氣中由能量守恒定律知道Q1=W+Q2我們把熱機(jī)做的功W和它從熱源吸收的熱量Q1的比值叫做熱機(jī)的效率，用表示效率，則有，只有當(dāng)氣缸中工作物質(zhì)的溫度比大氣溫度高時(shí)內(nèi)燃機(jī)才能工作，所以Q2這部分熱量是不可避免的熱機(jī)工作時(shí)，總要向冷凝器散熱，總要由工作物質(zhì)帶走一部分熱量Q2(如下圖，投影)，所以總有Q1W因此，熱機(jī)的效率不可能達(dá)1003能量耗散和能量守恒是否矛盾？試舉例說(shuō)明。不矛盾。比如流動(dòng)的水帶動(dòng)水磨做功，由于磨盤之間的摩擦、磨盤和糧食之間的摩擦和擠壓，磨盤、糧食的溫度升高，水流的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成了內(nèi)能這些內(nèi)能最終流散到周圍的環(huán)境中我們沒有辦法把這些流散的內(nèi)能重新收集起來(lái)加以利用這種現(xiàn)象叫做能量的耗散，而總能量并沒有減少。電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，電能又在燈泡中轉(zhuǎn)變成光能光被墻壁吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能，我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用火爐把屋子烤暖，這時(shí)高溫物體的內(nèi)能變成低溫物體的內(nèi)能誰(shuí)也不能把這些散失的能量重新收集到火爐中再次用來(lái)取暖自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性，能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出這種方向性，與能量守恒定律是不矛盾的。三、小結(jié)：通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了熱傳導(dǎo)過(guò)程的方向性、第二類永動(dòng)機(jī)、熱力學(xué)第二定律的兩種表述方法以及能量耗散,重點(diǎn)在于理解熱力學(xué)第二定律的兩種表述方法及其內(nèi)涵。大家課下要多看課本，掌握好這些內(nèi)容。四、布置作業(yè)：課后習(xí)題五、板書設(shè)計(jì)：1、熱傳導(dǎo)的方向性：2、第二類永動(dòng)機(jī)：3、熱力學(xué)第二定律：