四、热力学第二定律ppt专用说课稿内容

第二章能量的守恒与耗散

第四节 热力学第二定律

【教材分析】

本节热力学第二定律是学习了热力学第一定律后的内容。这两个定律是热力学知识的理论基础。教学时要注意讲清二者区别。

本节教材从生活中常见的自然过程方向性的实例开始，然后从学生比较熟悉的能量转移-----热传导过程的方向性入手，接着是扩散的方向性，以此加深对自然过程方向性的理解，紧接着介绍了能量转化----机械能与内能转化过程的方向性。最后总结一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。

【学生分析】

本节涉及的物理概念比较抽象，有些概念是第一次引入物理教材，学生理解难度很大。学生从已有生活经验中很难意识到热力学第二定律的存在，首先通过浅显的实例，使他们感悟到自己原有知识上的不足，设计能引发学生思考兴趣的引入情景，在教学处理上，采用了视频和图片以及实验的方式开展师生、生生间的对话交流，开展小组合作讨论学习，教学过程体现学生在教学活动中的中心地位。

【教学目标】

知识与技能

1.了解热传递过程的方向性。

2.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。

3.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。

过程与方法

1．热力学第二定律的表述方式是用否定语句表述的，通过改变句式学生加深对定律的理解。

2、体验建立热力学第二定律的过程中科学思辨的作用，培养运用分析论证进行理论概括的抽象思维能力。

3．对任何一类宏观自然过程进行方向都可以作为热力学第二定律的表述，学习本节时注意这一方法。

情感、态度与价值观

通过学习热力学第二定律，可以使学生明白热机的效率不会达到100%。

【教学重点】

1、热力学第二定律的两种不同表述

2、知道什么是第二类永动机，以及它不能制成的原因

【教学难点】

热力学第二定律的物理实质

【课时安排】： 1课时 【课前准备】：

教师：多媒体课件，视频，红墨水，一杯凉水，一个打火机和一个钥匙，黑板贴，自己绘制的复合机挂图。

【教学方法】：举例法，提问法，实验法，讨论法，合作探究法，挂图法

【教学过程】：

一、引入新课：

【问题】我们生活用电都来自哪里？

学生答：风力，水力，太阳能，核能······

有人曾算过：地球表面有10亿立方千米的海水，以海水为单一热源，若把海水的温度哪怕只降0.25度，放出的热量，将能变成一千万亿度电能，足够全世界使用一千年。

那么人们为什么不去研究这“新能源”呢？

【设计意图】：

从实际问题入手，通过数字之大引起学生注意，受到震撼，激发学生求知欲，引出新知识。

二、新课内容：

【板书】 第四节 热力学第二定律

播放视频：人的一生

感悟人的一生是个单行的旅程，不可逆的。教育学生珍惜时间，热爱生命，过好每一天。从而学生得到情感态度价值观的教育。

播放图片：瀑布，落花，落叶，覆水难收，花瓶坠地，感受自然过程的方向性。

【设计意图】：

联系学生身边的生活现象，使知识的学习贴近学生的生活，使学生感悟物理存在于生活，生活中处处有物理。

（一）、热传递的方向性

教师实验：用打火机加热钥匙，然后把烧热的钥匙放入冷水中，看到什么现象？通过这个实验说明什么问题？反过程能否自发的发生？

学生：观察思考回答

课件展示：冰箱图片模型，学生完成探究案中探究一（1、2问题）

学生思考交流讨论回答，教师点拨总结，从热传导的方向性得出热力学第二定律的一种表述

【板书】不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。（克劳修斯表述）

教师问：将表述换个说法，不改变句意：1、······是不可能的？2、······是可能的？

学生答1：使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化是不可能的。

学生答2：使热量由低温物体传递到高温物体，而引起其他变化是可能的。

学生：交流讨论完成探究案中探究一（第3问）：

学生答3：引起其他变化指消耗电能，无功制冷机违背了热力学第二定律。

教师进行点拨补充总结：热力学第二定律的克劳修斯表述实质是热传递过程是不可逆的。

【设计意图】：1.通过师生的对话交流，在互动中实现思维的碰撞，突出学生的学习过程，体现以学生为中心的原则，从自己的学习体验和感悟中获得知识，向学生学习活动要效益。

2.热力学第二定律的克劳修斯表述抽象难懂，将表述换个说法可有助学生对定律的理解；探究无功制冷机不能制成原因，用定律解释问题使学生对克劳修斯表述有更深的理解。

（二）、扩散现象的方向性：

视频播放气体的扩散和教师演示红墨水在水中扩散实验

教师问：观察到了什么现象？反过程能否自发的发生？说明了什么？

学生观察现象，思考并回答，师生得到结论：气体和液体扩散都具有方向性

扩展总结：生活中闻到的饭香、葱、蒜、醋、酒的气味都是气体的扩散，都具有不可逆性。

【设计意图】：通过两个实验，观察扩散具有方向性，加深对自然过程方向性的认识，同时利用身边物品做实验让学生感受物理就在身边。

（三）、热力学第二定律的另一种表述(第二类永动机)

学生：分组合作学习，思考讨论探究案中探究二的问题

学生独立完成，交流讨论后回答；教师进行思路点拨总结得出热力学第二定律的开尔文表述 【板书】不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。

教师问：将表述换个说法不改变句意：1、·····是不可能的？2、·····是可能的？

学生答1：从单一热源吸收热量，使之完全变成功,而不引起其他变化是不可能的。

学生答2：从单一热源吸收热量，使之完全变成功,而引起其他变化是可能的。

教师问：为什么第二类永动机不可能制成呢？

学生讨论回答：因为内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化。它违背了热力学第二定律的开尔文表述。

师生总结：热力学第二定律的开尔文表述实质上就是机械能与内能转化是不可逆的。

【设计意图】：1、热力学第二定律的开尔文表述比较抽象和难以理解，采用学生合作学习，讨论和交流，教师再点拨指导的方法来理解和掌握规律。

2、探究第二类永动机不可能制成原因，用定律解释问题使学生对开尔文表述有更深的理解。

【板书】（四）、两种表述是等价的：

用反证法证明（观察图片说明）：两种表述是等价的

拓展：对任何一类宏观自然过程进行方向的说明,都可以作为热力学第二定律的表述。一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。

设置悬念：为什么涉及热现象的宏观过程都具有方向性？下节课我们研究热力学第二定律的微观解释。

三、随堂练习

四、课堂小结

学生总结，老师点拨。进一步说明第二类永动机不能制成的,违背热力学第二定律。

五．板书设计：

表述一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化

（按照热传递的方向性来表述的）

表述二：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。也可表述为第二类永动机是不可能制成的。（机械能与内能转化具有方向性）

【作业】：p34问题与练习:1、2、3；预习下一节：有序、无序和熵

【教学反思】

1.

引用贴近学生身边的生活现象的实例、实验，体现《标准》倡导的“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。

2.

学生从自己有限的生活经验中很难意识到热力学第二定律的存在，我通过视频图片，同时通过身边物品做实验来加强学生对方向性的理解。

3.

热力学第二定律内容的表述比较抽象和难以理解，教师要引导学生交流讨论对关键词的作深刻地理解，同时让学生通过变化句式，句意不变的方式加深对两种表述的理解。

4.

热力学第二定律内容的两种表述是等价的，表述等效性不够直观，容易造成学生理解上的困难，因此是教学上的一个难点。我通过板画的形式帮助学生理解，板画线条粗细，箭头方向形象，易懂，很好理解，降低了难度，同时也通过这种方式激发了学生兴趣。

5.

热传递实验，钥匙入水时温度低就看不到现象，虽然可以说明问题，但效果会打折，所以实验加热时，要达到一定高温再进行会更好。