高二物理熱力學(xué)第二定律3省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎?wù)n件

熱力學(xué)第二定律

郭俊德1/26一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：二、重點(diǎn)和難點(diǎn)：三、教學(xué)過程：2/261.了解熱傳導(dǎo)過程方向性。2.了解什么是第二類永動機(jī)，為何第二類永動機(jī)不可能制成。3.了解熱力學(xué)第二定律兩種不一樣表述，以及這兩種表述物理實(shí)質(zhì)。4.了解什么是能量耗散。3/26二、重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：熱力學(xué)第二定律物理實(shí)質(zhì)和兩種常見表述．難點(diǎn)：兩類永動機(jī)區(qū)分，第二類永動機(jī)不可能制成原因4/26三、教學(xué)過程：引入新課：任何物體都含有內(nèi)能，在地球上貯存量十分豐富海水總質(zhì)量約達(dá)噸，它溫度只要降低，就能釋放相當(dāng)于1800萬個功率為100萬千瓦核電站一年發(fā)電量，而人類都不能利用這種“新能源”，究其原因，是因?yàn)榘ㄎ锢韺W(xué)一個基本定律——熱力學(xué)第二定律．5/26新課教學(xué)：(一)、熱傳導(dǎo)方向性1．實(shí)例：熱量會自動地從高溫物體傳給低溫度物體。2．熱傳導(dǎo)過程含有方向性3．自然界中進(jìn)行包括熱現(xiàn)象宏觀過程都含有方向性。6/261．實(shí)例：熱量會自動地從高溫物體傳給低溫度物體。[注意]這里所說“自發(fā)地”是指沒有任何外界影響或幫助，電冰箱工作時能將冰箱內(nèi)(溫度較低)熱量，傳給外界空氣(溫度較高)，是因?yàn)殡姳湎牧穗娔埽瑢χ评湎到y(tǒng)做了功。7/262．熱傳導(dǎo)過程含有方向性熱傳導(dǎo)過程能夠向一個方向自發(fā)地進(jìn)行(熱量從高溫物體自發(fā)地傳給低溫物體)；但向相反方向不會自發(fā)地產(chǎn)生(熱量不會自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體)，只有借助外界幫助才能進(jìn)行。8/26(二)第二類永動機(jī)1．第二類永動機(jī)：人們把想象中能夠從單一熱源吸收熱量，全部用來做功而不引發(fā)其它改變熱機(jī)叫做第二類永動機(jī)。2．第二類永動機(jī)不可能制成表示機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程含有方向性．盡管機(jī)械能能夠全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，同時不引發(fā)其它改變．9/263．第一類永動機(jī)和第二類永動機(jī)它們都不可能制成，第一類永動機(jī)構(gòu)想違反了能量守恒定律；第二類永動機(jī)構(gòu)想雖不違反能量守恒定律，但違反了跟熱現(xiàn)象相聯(lián)絡(luò)宏觀過程含有方向性自然規(guī)律。10/264．熱機(jī)效率(1)熱機(jī)做功W和它從熱源吸收熱量Q1比值叫做熱機(jī)效率

(2)熱機(jī)效率不可能到達(dá)100％11/26(三)熱力學(xué)第二定律1．熱力學(xué)第二定律常見兩種表述：(1)按熱傳遞方向性來表述：不可能使熱量從低溫物體傳到高溫物體，而不引發(fā)其它改變．(2)按機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程方向性來表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引發(fā)其它改變．12/262．兩種表述是等價(jià)．能夠從一個表述導(dǎo)出另一個表述，兩種表述都稱為熱力學(xué)第二定律3．熱力學(xué)第二定律意義提醒了有大量分子參加宏觀過程方向性，是獨(dú)立于熱力學(xué)第一定律一個主要自然規(guī)律．13/26(四)能量耗散1．能量耗散：流散內(nèi)能無法重新搜集起來加以利用現(xiàn)象叫做能量耗散．2．能量耗散從能量轉(zhuǎn)化角度反應(yīng)出自然界中宏觀過程含有方向性．14/26五、例題分析：[例1]依據(jù)熱力學(xué)第二定律，以下判斷正確是A.電流能不可能全部變?yōu)閮?nèi)能B．在火力發(fā)電機(jī)中，燃?xì)鈨?nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔蹸．熱機(jī)中，燃?xì)鈨?nèi)能不可能全部變?yōu)闄C(jī)械能D．在熱傳導(dǎo)中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫度物體．15/26[解析]依據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，凡與熱現(xiàn)象相關(guān)宏觀過程都含有方向性，電流能可全部變?yōu)閮?nèi)能(由電流熱效應(yīng)中焦耳定律可知)，而內(nèi)能不可能全部變成電流能．機(jī)械能可全部變?yōu)閮?nèi)能，而內(nèi)能不可能全部變成機(jī)械能，在熱傳導(dǎo)中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體，所以選項(xiàng)B、C、D正確．16/26[例2]第二類永動機(jī)不能夠制成，是因?yàn)閇]A.違反了能量守恒定律

B．熱量總是從高溫物體傳遞到低溫物體

C．機(jī)械能不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能

D．內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時不引發(fā)其它改變17/26[解析]第二類永動機(jī)構(gòu)想即使符合能量守恒定律，不過違反了能量轉(zhuǎn)化中有些過程是不可逆規(guī)律。所以不可能制成，選項(xiàng)D正確．18/26[例3]試對熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律做一簡單評析[解析]熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是組成熱力學(xué)知識理論基礎(chǔ)，前者對自然過程沒有任何限制，只指出在任何熱力學(xué)過程中能量不會有任何增加或損失，反應(yīng)是物體內(nèi)能改變與熱量、做功定量關(guān)系；后者則是處理哪些過程能夠自發(fā)地發(fā)生，哪些過程必須借助于外界條件才能進(jìn)行。19/26六、小結(jié)：熱力學(xué)第二定律有常見兩種表述，提醒了有大量分子參加宏觀過程(即與熱現(xiàn)象相關(guān)宏觀過程)方向性，第二類永動機(jī)不可能制成。20/26七、[鞏固練習(xí)]1.以下哪些物理過程含有方向性A.熱傳導(dǎo)過程B．機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程C．氣體擴(kuò)散過程D．氣體向真空中膨脹過程。答案：21/26上題答案：ABCD2.熱機(jī)是一個______裝置，熱機(jī)做功和它從熱源吸收熱量比值叫做熱機(jī)______．答案：3.能量耗散是從

________角度反應(yīng)出自然界中宏觀過程含有方向性．答案：22/262答案：把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；效率

3答案：熱現(xiàn)象4.熱力學(xué)第二定律使人們認(rèn)識到，自然界中進(jìn)行包括________現(xiàn)象宏觀過程都含有________性，比如機(jī)械能能夠________轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能_______全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引發(fā)其它改變．23/264答案：熱；方向；全部；不能。5.什么是第二類永動機(jī)?為何第二類永動機(jī)不可能造成?答：能夠從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引發(fā)其它改變熱機(jī)稱為第二類永動機(jī)。第二類永動機(jī)不可能制成原因是因?yàn)闄C(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程含有方向性，盡管機(jī)械能能夠全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引發(fā)其它改變。24/266.試述熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律區(qū)分與聯(lián)絡(luò)．解答：熱力學(xué)第一定律指出了在任何熱力學(xué)過程中，能量不會有任何增減或損失，對自然過程也沒有限制；而熱力學(xué)第二定律是處理了哪些過程能夠發(fā)生。兩個定律從不一樣角度揭示了熱力學(xué)過程中遵從規(guī)律，既相互獨(dú)立，又相互補(bǔ)充，共同組成了熱力學(xué)知識理論基礎(chǔ)25/26石器時代2.5http://www.shiqi.so/map/石器時代2.5去演出，琵琶和古琴是她比較擅長樂器，只要曲子新鮮能吸引人便能夠。這是她在醉影樓工作，因?yàn)橥乔绱M員，百蝶很照料慕容凌娢，給她設(shè)定很矜持，天天晚上只用演奏一曲，而且還幫她謝絕了幾個想要單獨(dú)點(diǎn)她彈琴人。其實(shí)這也算一個策略，讓其它人以為慕容凌娢比較神秘，自然能吸引更多慕名而來好奇之人。這天晚上，慕容凌娢像往常一樣按時登臺演出，有了之前經(jīng)驗(yàn)，她一點(diǎn)也不擔(dān)心了。反正即使出現(xiàn)一些音不準(zhǔn)小差錯，那些沒聽過原曲人也絕對不會發(fā)覺。不得不說，百蝶計(jì)劃很成功，來過醉影樓人都知道，這里有一位帶著面紗演出歌伎，會唱許多新奇曲子。更有傳言說這位歌伎容貌可謂是沉魚落雁，閉月羞花，只要看上一眼，便會為她深深著迷……這八成也是百蝶散布謠言，即使名不副其實(shí)，但消息傳到慕容凌娢耳朵里，還是讓她得瑟了好一會兒。“梨花飄落在你窗前，?畫中伊人在閨中怨。誰把思念輕描淡寫，只想留足時間為你穿越，我停步白墻青瓦屋檐，等你撐傘走過我身邊。古鎮(zhèn)上誰家炊煙，在為我們醞釀當(dāng)年月圓。一雙鴛鴦戲在雨中那水面，就像思念苦里透著甜。我不問弱水三千幾人能為我怨?，輪回百轉(zhuǎn)只求陪你續(xù)前緣……”這是慕容凌娢最喜歡歌曲之一，曲風(fēng)細(xì)膩，作詞也十分有意境。同時還是她入坑曲，沒有穿越之前，這首歌一直保留在手機(jī)里，盡管舊曲子刪了又刪，新曲子翻了又翻，這首歌一直保持著它原有地位。慕容凌娢以為自己不是戀舊人，該舍棄舊東西絕不手軟，手機(jī)里下載歌曲絕對不會超出20首，都是當(dāng)下她最愛聽。可唯獨(dú)這首曲子，她狠不下心刪除……“一曲琵琶弦斷邂逅古街，愛橋段叫我怎么寫，那弱水三千若能把那今生湮滅，前世虧欠我愿等來生再還……篆刻離別煙雨江南，你美我不忍落款，牧笛吹皺歲月臉，紅塵笑看偏偏為你眷戀……”(古風(fēng)一言)舊衣香，留了荀令，新曲誤，顧了周郎。第052章無認(rèn)為報(bào)，來生再報(bào)。這是慕容凌娢最喜歡歌曲之一，曲風(fēng)細(xì)膩，作詞也十分有意境。同時還是她入坑曲，沒有穿越之前，這首歌一直保留在手機(jī)里，盡管舊曲子刪了又刪，新曲子翻了又翻，這首歌一直保持著它原有地位。