高中物理《热力学第二定律》教案2 新人教版选修33由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“热力学第二定律教案”。
六 热力学第二定律
【教学目标】
1、了解热传导过程的方向。
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的表述以及这两种表述的物理实质。
4、指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力 【重点、难点分析】
1、热力学第二定律表述的物理实质
2、自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性 【课时安排】 一课时 【课前准备】
一盆凉水，准备一个酒精灯和一个铁块，铁钳 【教学设计】
引入新课
我们在初中学过，当物体温度升高时，就要吸收热量；当物体温度降低时，就要放出热量。而且热量公式Q = cm△t，这里有一个有趣的问题：地球上有大量的海水,它的总质量约为1.4×10t , 如果这些海水的温度降低0.1C,将要放出多少焦耳的热量?海水的比热容为C=4.2×10J/(kg·℃)。下面请大家计算一下。
学生计算：Q = 4.2×10×1.4×10×10×0.1 = 5.8×10J 这相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量。为什么人们不去研究这“新能源”呢？原来，这样做是不可能的，这涉及物理学的一个基本定律，这就是本节要讨论的热力学第二定律。
【板书】 第六节 热力学第二定律
【板书】
一、热传导的方向性
教师实验，点燃酒精灯，用钳夹住事先准备好的铁块，在火焰上灼烧一段时间后，问学生现在用手摸会出现什么现象？下面把灼热的铁块放入冷水中，过一段时间，拿出铁块现在你们敢用手摸吗？通过这个实验说明什么问题？
学生思考，教师给予启发
学生答：热量从温度高的物体自发地传给温度低的物体 再让学生列举一些这样的例子
例如：雪花落在手上就融化，挨着火炉就温暖等等
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用心 爱心 专心 1 教师反问学生：大家是否想过热量为什么不会自发地从低温物体传给高温物体，使低温物体的温度越来越低，高温物体的温度越来越高。这里所说的“自发地”，指的是没有任何外界的影响或帮助。学生思考讨论一会后，有的同学可能产生疑问：电冰箱内部的温度比外部低，为什么致冷系统还能够不断地把冰箱内的热量传给外界的空气？
展示电冰箱模型给学生请同学做简要的回答，教师进行点拨。
这是因为电冰箱消耗了电能，对致冷系统做了功。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。
学生总结：
热传导的方向性：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体。要实现相反过程，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化。
再举实例，说明有些物理过程具有方向性
1、气体的扩散现象
2、书上连通器的小实验（气体向外膨胀）
【板书】
二、机械能和内能转化的方向性
机械能全部转化成内能，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化 【板书】
三、热机：1热机是一种把热（内）能转化成机械能的装置？
学生回忆初中所学过的内燃机的工作过程思考：
1、热机是一种把什么能转化成什么能的装置？
2、热机的效率能否达到100%？
然后由各小组代表回答，教师进行思路点拨
1、热机是一种把内能转化成机械能的装置
2、热机的效率不能达到100% 原因分析：
以内燃机为例，气缸中的气体得到燃烧时产生的热量为Q1，推动活塞做工W，然后排出废气，同时把热量Q2散发到大气中，由能量守恒定律可知：Q1 = W + Q2
我们把热机做的功W和它从热源吸收的热量Q1的比值叫做热机的效率，用 表示 η=W / Q1
实际上热机不能把得到的全部内能转化为机械能，热机必须有热源和冷凝器，热机工作时，总要向冷凝器散热，不可避免的要由工作物质带走一部分热量Q2，所以有： Q1>W 因此，热机的效率不可能达到100%，汽车上的汽油机械效率只有20%～30%，蒸汽轮机的用心 爱心 专心 2 效率比较高，也只能达到60%，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的转化成机械能，总要有一部分散发到冷凝器中。
【思考题】：
1、根据以上的热机工作图，我们应该采取怎样的措施来提高燃料的利用效率。
2、通过对以上知识的学习你有什么体会？（按客观规律办事，科学实践要有正确的理论指导）
【板书】
四、第二类永动机
什么是第二类永动机呢？
能从单一热源吸收热量，然后全部用来做功，而不引起其他变化的机器，称为第二类永动机。
第二类永动机并不违反能量守恒定律，人们为了制造出第二类永动机作出了各种努力，但同制造第一类永动机一样，都失败了。
为什么第二类永动机不可能制成呢？ 因为机械能和内能的转化过程具有方向性。【板书】
五、热力学第二定律 【板书】热力学第二定律的两种表述
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。(克劳修斯表述)（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。（开尔文表述）
（机械能与内能转化具有方向性）
这两种表述是等价的，可以从一种表述导出另一种表述，所以他们都称为热力学第二定律。
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。（自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性）
五、结：（学生进行总结）【随堂练习】
1、热力学第二定律使人们认识到，自然界中进行的涉及 现象的宏观过程都具有 性，例如机械能可以 转化为内能，但内能 全部转化成机械能，而不引起
用心 爱心 专心 3 其他变化。
2、热传导的规律为：（）
A、热量总是从热量较多的物体传递给热量较少的物体 B、热量总是从温度较高的物体传递给温度较低的物体 C、热量总是从内能较多的物体传递给内能较少的物体 D、热量总是从比热容较大的物体传递给比热容较小的物体 思考题：
一种冷暖两用型空调铭牌标注有如下指标：输入功率1KW，制冷能力1.2×10KJ/h，制热能力1.3×10 KJ/h。这样，该空调在制热时，每消耗1J电能，将放出3J多热量，是指标注错误还是能量不守恒呢？ 4
用心 爱心 专心 4
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