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1、2022年高二物理 第十一章《分子热运动 能量守恒》第六节 热力学第二定律（2）教案 旧人教版
教学目标
一、知识目标：
1.了解热传导过程的方向性.
2.了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成.
3.了解热力学第二定律的两种不同表述，以及这两种表述的物理实质.
4.了解什么是能量耗散.
二、能力目标：
培养学生通过日常生活现象概括物理规律的能力.
三、德育目标：
通过第二类永动机不可能制成的教学，教育学生要有效地利用自然界提供的的各种能源，必须遵循自然界的规律.
教学重点
1.热力学第二定律的两种不同表述，以及两种表述的物理实质.
2.第二类永
2、动机及其不能制成的原因.
教学难点
热力学定律的不同表述及物理实质
教学方法
阅读法、分析归纳法、讲练法
教学用具
投影仪、投影片、录像带
课时安排
1课时
教学过程
一、引入新课
［投影］地球上海水的总质量约为1.4×1018 t，当海水的温度降低0.1 ℃，放出多少焦的热量？
假设每个核电站的功率为100万千瓦，则这些热量相当于多少个这样的电站一年的发电量？
［学生解答］
得到：这些海水的温度降低0.1 ℃，能放出5.8×1023 J的热量，这相当于 1800万个功率为100 万千瓦的核电站一年的发电量.
［教师］既然海水能放出这么多的能量，为什么
3、人们不去研究这种新能源呢？原来这样做是不可能的，这涉及到物理学的一个基本定律，这就是本节要学习的热力学第二定律.
二、新课教学
（一）热传导的方向性
［问］两个温度不同的物体互相接触时，将会出现什么现象？
［学生］两个温度不同的物体互相接触时，热量将从高温物体传给低温物体，使高温物体温度降低，低温物体温度升高.
［教师］上述过程中热量是自发地从高温物体传给低温物体的，我们所说的“自发地”指的是没有任何的外界影响或者帮助.
［问］那么，同学们见过热量从低温物体传给高温物体的实例吗？
［学生］电冰箱能够把热量从低温物体传给高温物体
［教师］电冰箱能够把热量从低温物体传给高温物体，
4、在该过程中电冰箱要消耗电能，一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了，相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度逐渐升高.
［总结］热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反方向却不能自发地进行，要实现相反方向的过程.必须借助外界的帮助.因而要产生其他影响或引起其他变化.
（二）第二类永动机
［问］一个在水平地面上运动的物体，撤去外力作用后，为什么会停下来？ 在这个过程中，能量是如何转化的？
［学生］在水平地面上运动的物体，撤去外力后，由于克服摩擦力做功，所以最后会停下来；
在上述过程中，物体的动能转化为内能.
［教师］现在，我们假想：
5、发明一种热机，用它把物体与地面摩擦所生的热量都吸收过来，并用来对物体做功，将内能全部转化为动能，使因摩擦停止运动的物体在地面上重新运动起来，而不引起其他变化，这是否可能？
［学生阅读课文，分组讨论］
［学生汇报讨论结果］
［教师总结］通过同学们的分析，我们得到：实际上，热机不能把它得到的内能转化为机械能，因为热机必须有热源和冷凝器，热机工作时，总要向冷凝器放热，不可避免地要由工作物质带走一部分热量Q，即使是理想热机，没有摩擦，也没有漏气等能量损失，它也不可能把吸收的热量百分之百地转化为机械能，总要有一部分热量散发到冷凝器中.
［放映热机工作的录像资料，加深学生的理解］
［教师］人们把
6、这种从单一热源吸收的热量，可以全部用来做功而不引起其他变化的热机叫第二类永动机.
第二类永动机虽不违背守恒定律，但是也失败了.
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，也就是说机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化.
（三）热力学第二定律
［演示］如图所示的连通容器，A中装有红棕色NO2气体，B是真空，打开阀门K，观察发生的现象.
［现象］我们看到A中的气体自发地向容器B中膨胀，最后两个容器都充满气体
［问］A、B中的气体是否会自发地分开呢？
［学生］不会自发地分开
［教师］上述实验说明热学中的扩散现象具有方向性，我们把
7、类似的具有方向性的现象进行概括，就得到了热力学第二定律.
［学生阅读课文，并解答思考题］
［投影］
1.热力学第二定律常见的两种表述方式是什么？
2.热力学第二定律对我们认识自然、利用自然有什么重要意义？
3.什么是能量耗散？能量耗散反映了什么问题？
［学生回答］
1.热力学第二定律的两种常见表述是：
第一种表述：
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.
第二种表述：
不可能从单一热源吸热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化.
2.热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，即自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
3我们没有办法
8、把流散的能量重新收集起来加以利用，这种现象叫能量耗散，能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性.
［强化训练］
讨论：热力学第一定律和热力学第二定律的关系.
参考解答
热力学第一定律和第二定律都自然界中独立的定律，热力学第二定律是第一定律的补充. 1.第一定律只指出了η不大于100%，而第二定律指出的是η不等于100%，说明功可以全部变为热，而热量不能通过一循环全部变为功，即机械能和内能是有区别的.
2.第一定律指出了热功等效和转换关系，指出任何过程能量必须守恒
第二定律指出的是：并非所有能量守恒过程都能实现，低温热源的热量就不能自动地传向高温热源，揭示了过程进行的方向和条件.
3.第一定律没有温度的概念，第二定律中有了温度的概念，提出了在高温热源和低温热源间的问题，提出了不同温度差下，相同的热量效果是不一样的，有必要加以区分.
三、小结
这一节我们又学习了热学方面的几个重要规律，热力学第二定律的不同表述及其物理实质是学习的重点和难点，还要学会用热力学第二定律的结论解释一些现象。
四、布置作业：
课后练习
五、板书设计：
（一）热传导的方向性
（二）第二类永动机
（三）热力学第二定律
2022年高二物理 第十一章《分子热运动能量守恒》第六节 热力学第二定律（2）教案 旧人教版
