人教2003课标版《4热力学第二定律》优质课教案设计

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疑问教学

建议引导学生多搜集生活中“自发地”自然过程，助于理解热力学第二定律一、课前预习

【自主学习】

一、自然过程的方向性

1．热传导具有方向性：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从 传给 ，而低温物体不可能 将热量传给高温物体，要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助第三者的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化。

2．气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合 气体，决不会 分开而成为两种不同的气体。

3．机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的 后，在地面上重新运动起来。

4．气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体 从容器中流出，容器变为真空。

5．一切与热现象有关的宏观自然过程都是 的。

6．热力学第二定律：反映宏观自然过程的 的定律。

二、热力学第二定律

1．定义：在物理学中，反映宏观自然过程的 的定律就是热力学第二定律。

2．表述

(1)克劳修斯表述：热量不能 从低温物体传到高温物体。

(2)开尔文表述：不可能从单一热库 ，使之完全变成功，而不产生其他影响。

(3)其他表述：对任何一类宏观自然过程进行 的说明， 都可以作为热力学第二定律的表述。例如，热力学第二定律可以表述为：气体向真空的自由膨胀是 的。

三、热机和第二类永动机

1．热机

(1)热机工作的两个阶段：

第一个阶段是 ，把燃料中 的化学能变成工作物质的 。

第二个阶段是工作物质对外 ，把自己的内能变成 。

(2)热机的效率：

热机输出的 与燃料燃烧产生的热量Q的比值叫作热机的效率，用公式可表述为η＝ eq ﹨f(W,Q) 。

2．第二类永动机

(1)定义： 只从单一热库吸收热量，并使之完全变成有用功而不产生 的热机。