四、热力学第二定律教学设计及教案分析

汉阳一中高二物理《热力学定律》教学设计

编辑：吴彬

10.4《热力学第二定律》导学案

【学习目标】

1.探究并了解热传递过程的方向性、机械能与内能转化的方向性。

2.知道什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成。

3.知道热力学第二定律的两种不同的表述，以及这两种表述的物理实质。

4.知道热力学第二定律的微观实质。

5.知道熵是用来描述物体运动的无序程度的物理量。

【学习过程】

（一）自主学习

一、热传导的方向性

热传导过程具有方向性。热量总是自发的从 物体传给 物体，这一过程是 （可逆/不可逆）的。

二、机械能和内能转化过程的方向性

机械能和内能转化过程是有方向性的。机械能全部转化为内能的过程是自发进行的，而相反的过程 自发进行。

1.热机

（1）定义：一种把 能转化为 能的装置。

（2）原理：热机从高温热源吸收热量Q1，推动活塞做功W，并且向低温热源释放热量Q2. Q1= （3）效率：热机做的功W和它从高温热源吸收的热量Q1的比值叫做热机效率，用η表示，η= 2.第二类永动机

（1）定义：从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不引起其他变化的热机。第二类永动机把得到的内能全部转化为机械能，热机效率达到 . （2）第二类永动机不可能制成

由于 全部转化为 是不可能自发进行的，第二类永动机不可能制成。

三、热力学第二定律

1. 克劳修斯表述： 。

克劳修斯是按照 的方向性来表述热力学第二定律的。

2. 开尔文表述： 。

3. 热力学第二定律的两种表述是 的。

4.第二类永动机 （违背/不违背）热力学第一定律，但是 （违背/不违背）了热力学第二定律。

四、热力学第二定律的微观实质

1. 机械能和内能的转化与热传导这两个不同过程的共同点是：从 高的状态向 高的状态进行。

2.热力学第二定律的微观实质是： 。

[来源:学科网]

汉阳一中高二物理《热力学定律》教学设计

编辑：吴彬

（二）合作探究

1.（双选）根据热力学第二定律，下列说法中正确的是（ ）

A．

不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功而不引起其它变化

B．

没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其它变化的热机是可能实现的

C．

制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高的温度的空气中不引起其它变化

D．

不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其它变化

2.（单选）根据热力学第二定律，下列判断不正确的是（ ）

A. 电流的能不可能全部变为内能

B．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能

C．热机中，燃气内能不可能全部变为机械能

D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温度物体。

3.（双选）下列说法正确

的是（ ）

A．

第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律

B．

第二类永动机违背了能量转化的方向性

C．

自然界中的能量是守恒的，所以不用节约能源

D.自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的能量不便于利用，要节约能源

（三）当堂训练

1.（单选）第二类永动机不可以制成，是因为（ ）

A. 违背了能量的守恒定律

B．热量总是从高温物体传递到低温物体

C．机械能不能全部转变为内能

D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化

[来源:学_科_网][来源:Z,xx,k.Com][来源:Z&xx&k.Com]2．（双选）关于热机的效率，下列说法正确的是(

) A．有可能达到80% B．有可能达到100%Z C．有可能超过80%

3．（单选）关于热力学定律，下列说法正确的是(

) A．在一定条件下物体的温度可以降到0K B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功

C．吸收了热量的物体，其内能一定增加

D．压缩气体总能使气体的温度升高

【学习反思】

[来源:学科网ZXXK]D．一定能达到100%