高二物理熱力學第二定律3省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎課件

熱力學第二定律

郭俊德1/26一、學習目標：二、重點和難點：三、教學過程：2/261.了解熱傳導過程方向性。2.了解什么是第二類永動機，為何第二類永動機不可能制成。3.了解熱力學第二定律兩種不一樣表述，以及這兩種表述物理實質。4.了解什么是能量耗散。3/26二、重點和難點：重點：熱力學第二定律物理實質和兩種常見表述．難點：兩類永動機區(qū)分，第二類永動機不可能制成原因4/26三、教學過程：引入新課：任何物體都含有內能，在地球上貯存量十分豐富海水總質量約達噸，它溫度只要降低，就能釋放相當于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，是因為包括物理學一個基本定律——熱力學第二定律．5/26新課教學：(一)、熱傳導方向性1．實例：熱量會自動地從高溫物體傳給低溫度物體。2．熱傳導過程含有方向性3．自然界中進行包括熱現(xiàn)象宏觀過程都含有方向性。6/261．實例：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(溫度較低)熱量，傳給外界空氣(溫度較高)，是因為電冰箱消耗了電能，對制冷系統(tǒng)做了功。7/262．熱傳導過程含有方向性熱傳導過程能夠向一個方向自發(fā)地進行(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行。8/26(二)第二類永動機1．第二類永動機：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)其它改變熱機叫做第二類永動機。2．第二類永動機不可能制成表示機械能和內能轉化過程含有方向性．盡管機械能能夠全部轉化為內能，內能卻不能全部轉化成機械能，同時不引發(fā)其它改變．9/263．第一類永動機和第二類永動機它們都不可能制成，第一類永動機構想違反了能量守恒定律；第二類永動機構想雖不違反能量守恒定律，但違反了跟熱現(xiàn)象相聯(lián)絡宏觀過程含有方向性自然規(guī)律。10/264．熱機效率(1)熱機做功W和它從熱源吸收熱量Q1比值叫做熱機效率

(2)熱機效率不可能到達100％11/26(三)熱力學第二定律1．熱力學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)按機械能與內能轉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．能夠從一個表述導出另一個表述，兩種表述都稱為熱力學第二定律3．熱力學第二定律意義提醒了有大量分子參加宏觀過程方向性，是獨立于熱力學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．能量耗散從能量轉化角度反應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)熱力學第二定律，以下判斷正確是A.電流能不可能全部變?yōu)閮饶蹷．在火力發(fā)電機中，燃氣內能不可能全部變?yōu)殡娔蹸．熱機中，燃氣內能不可能全部變?yōu)闄C械能D．在熱傳導中，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)熱力學第二定律可知，凡與熱現(xiàn)象相關宏觀過程都含有方向性，電流能可全部變?yōu)閮饶?由電流熱效應中焦耳定律可知)，而內能不可能全部變成電流能．機械能可全部變?yōu)閮饶埽鴥饶懿豢赡苋孔兂蓹C械能，在熱傳導中，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B、C、D正確．16/26[例2]第二類永動機不能夠制成，是因為[]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．機械能不能全部轉變?yōu)閮饶?/p>

D．內能不能全部轉化為機械能，同時不引發(fā)其它改變17/26[解析]第二類永動機構想即使符合能量守恒定律，不過違反了能量轉化中有些過程是不可逆規(guī)律。所以不可能制成，選項D正確．18/26[例3]試對熱力學第一定律和熱力學第二定律做一簡單評析[解析]熱力學第一定律和熱力學第二定律是組成熱力學知識理論基礎，前者對自然過程沒有任何限制，只指出在任何熱力學過程中能量不會有任何增加或損失，反應是物體內能改變與熱量、做功定量關系；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行。19/26六、小結：熱力學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)象相關宏觀過程)方向性，第二類永動機不可能制成。20/26七、[鞏固練習]1.以下哪些物理過程含有方向性A.熱傳導過程B．機械能和內能轉化過程C．氣體擴散過程D．氣體向真空中膨脹過程。答案：21/26上題答案：ABCD2.熱機是一個______裝置，熱機做功和它從熱源吸收熱量比值叫做熱機______．答案：3.能量耗散是從

________角度反應出自然界中宏觀過程含有方向性．答案：22/262答案：把內能轉化為機械能；效率

3答案：熱現(xiàn)象4.熱力學第二定律使人們認識到，自然界中進行包括________現(xiàn)象宏觀過程都含有________性，比如機械能能夠________轉化為內能，但內能_______全部轉化為機械能，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?為何第二類永動機不可能造成?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)其它改變熱機稱為第二類永動機。第二類永動機不可能制成原因是因為機械能和內能轉化過程含有方向性，盡管機械能能夠全部轉化為內能，但內能卻不能全部轉化為機械能，而不引發(fā)其它改變。24/266.試述熱力學第一定律和熱力學第二定律區(qū)分與聯(lián)絡．解答：熱力學第一定律指出了在任何熱力學過程中，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過程中遵從規(guī)律，既相互獨立，又相互補充，共同組成了熱力學知識理論基礎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，因為同是晴穿會組員，百蝶很照料慕容凌娢，給她設定很矜持，天天晚上只用演奏一曲，而且還幫她謝絕了幾個想要單獨點她彈琴人。其實這也算一個策略，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，有了之前經驗，她一點也不擔心了。反正即使出現(xiàn)一些音不準小差錯，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，但消息傳到慕容凌娢耳朵里，還是讓她得瑟了好一會兒?！袄婊h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?，輪回百轉只求陪你續(xù)前緣……”這是慕容凌娢最喜歡歌曲之一，曲風細膩，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，手機里下載歌曲絕對不會超出20首，都是當下她最愛聽?？晌í氝@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……”(古風一言)舊衣香，留了荀令，新曲誤，顧了周郎。第052章無認為報，來生再報。這是慕容凌娢最喜歡歌曲之一，曲風細膩，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。