高中物理（人教版） · 选修1-2 第二章 能量的守恒与耗散 热力学第二定律 教学设计+课件 （2份打包）

热力学第二定律 任何物体都具有内能，在地球上贮存量十分丰富的海水总质量约达1.4×1018吨，它的温度只要降低0.1℃，就能释放相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量，而人类都不能利用这种“新能源”，究其原因，是因为涉及物理学的一个基本定律。 一、热传导的方向性 1、实例：热量会自发地从高温物体传给低温度物体。 2、热传导的过程具有方向性 3、自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。 热传导的过程可以向一个方向自发地进行（热量从高温物体自发地传给低温物体）；但向相反的方向不会自发地产生（热量不会自发地从低温物体传给高温物体），只有在外界的帮助才能进行。 二、机械能与内能转化的方向性 机械能可以全部转化为内能； 在不引起其他变化的情况下，内能却不能全部转化成机械能？ 三、热机： 1、热机工作特点 2、工作示意图 需要一定工作物质。 需要两个热源。 把热(内）能转换成机械能的装置 高温热源T1 低温热源T2 W (1)、热机做的功W和它从热源吸收的热量Q吸的比值叫做热机的效率 (2)、热机的效率不可能达到100％ 3、热机的效率 高温热源T1 低温热源T2 W 四、第二类永动机 1、第二类永动机：人们把想象中能够从单一热源吸收热量，全部用来做功而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机 2、第二类永动机不可能制成 表示机械能和内能的转化过程具有方向性。尽管机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化成机械能，同时不引起其他变化。 3、第一类永动机和第二类永动机 它们都不可能制成，第一类永动机的设想违反了能量守恒定律；第二类永动机的设想虽不违反能量守恒定律，但违背了跟热现象相联系的宏观过程具有方向性的自然规律。 五、热力学第二定律 1、热力学第二定律常见的两种表述： （1）按热传递的方向性来表述：不可能使热量从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。 （2）按机械能与内能转化过程的方向性来表述：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。 2、两种表述是等价的 可以从一种表述导出另一种表述，两种表述都称为热力学第二定律 3、热力学第二定律的意义 提示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律。 六、热力学第三定律 1、宇宙中存在着温度的下线：-273.15℃，以这个下线为起点的温度叫热力学温度。 2、热力学零度不可能达到。 　例1、根据热力学第二定律，下列判断正确的是（ ） 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。 B、C、D 例2、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 D 例3、试对热力学第一定律和热力学第二定律做一简单的评析 热力学第一定律和热力学第二定律是构成热力学知识的理论基础，前者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，反映的是物体内能的变化与热量、做功的定量关系；后者则是解决哪些过程可以自发地发生，哪些过程必须借助于外界条件才能进行。 小结 ： 1、 热力学第二定律有常见的两种表述，提示了有大量分子参与的宏观过程(即与热现象有关的宏观过程)的方向性，第二类永动机不可能制成。 2、热力学零度不可能达到。 $$   教学准备 1.   教学目标 教学目标： （一）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。 （二）过程与方法 1、热力学第二定律的表述方式与其他物理定律的表述方式有一个显著不同， 它是用否定语句表述的。 2、热力学第二定律的表述不只一种，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，学习本节时注意这一方法。 （三）情感、态度与价值观 1、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%，我们只能想办法尽量提高热机的效率，但不能渴求达到100%。 2、 自然界发生的一切过程中的能量都是守恒的，但不违背能量守恒定律的 宏观过程并不是都能发生。 2.   教学重点/难点 教学重点： 热力学第二定律两种常见的表述。 教学难点： 1、