江苏省大丰市小海中学人教版高中物理选修3-310.4热力学第二定律教案

10.4热力学第二定律 三维教学目标 1、知识与技能 （1）了解热力学第二定律的发展简史； （2）了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可以制成； （3）了解热传导的方向性； （4）了解热力学第二定律的两种表述方法，以及这两种表述的物理实质； （5）了解什么是能量耗散。 2、过程与方法： 3、情感、态度与价值观： 教学重点：热力学第二定律及所反映出的热现象的宏观过程的方向性。 教学难点：热力学第二定律中所描述的 "不发生其他变化"。[来源:学.科.网] 教学方法：多媒体辅助教学，分析讨论讲解相结合。[来源:学#科#网Z#X#X#K] 教学器材：多媒体演示系统、自制电脑教学软件。 教学过程： 第四节 热力学第二定律 （一）引入新课 提问：热力学第一定律的内容是什么？第一类永动机为什么没有制成？能量守恒定律是怎样表述的？ 在能量守恒定律中，存在着能量的 "转移"和 "转化"，具体到热力学第二定律，内能和内能之间存在着"转移"以及内能和机械能之间也存在着"转化"的过程，引入课题：热力学第二定律。 （二）新课教学 1、内能的转移:内能转移实质就是热传递。 例1：冰箱中的冰激凌在停电时的融化过程，引导学生分析融化的原因。（热量可以从高温物体传递给低温物体） 冰箱里的冰激凌在冰箱正常工作时并没有融化。进一步引导学生思考热量只能从高温物体传递给低温物体这种说法是否妥当。如果不妥当应该怎样说。从而得出所谓的热量从高温物体向低温物体传递是一个自发的过程，热量从低温物体向高温物体转移需要其他的物理过程参与。（以模拟动画说明内能转移过程的方向性） （1）热力学第二定律克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他变化。内能转移过程的方向性 说明: 不产生其他变化是指没有其他物理过程参与。 2、内能和机械能之间的转化 （1）第二类永动机 瓦特蒸汽机的发明说明人们开始了热机理论的研究，（"热机"就是一种把内能转化为机械能的机械） 1824年，卡诺在《论火的动力》中指出 "凡是有温度差的地方就能够发生动力" 1834年，克拉珀龙把卡诺这一思想几何化为"卡诺循环" 热机从高温热源吸收热量Q，其中一部分对外做功W，另一部分被释放给低温热源，根据能量守恒定律Q1 = Q2 + W η=W/ Q1 = (Q1- Q2) /Q