《4热力学第二定律》优质课教案下载

《4热力学第二定律》最新教案优质课下载

3、形成关于宏观热现象都具有不可逆性的概念；

4、认识到热力学第一定律与热力学第二定律具有同样重要的意义。

二、过程和方法：

分析各种热学现象的过程，归纳出现象背后的普遍规律──热力学第二定律。

三、情感、态度和价值观

1、体会科学发现的曲折性和必然性；

2、体会热力学第二定律对于人类实践的指导意义。?

【教学重点和难点】

重点：热力学第二定律内容的理解。

难点：热力学第二定律的两种表述的理解。

【教学用具】多媒体课件、烧杯、钢笔、冰淇淋

【教学过程】

一、课程引入

1、播放录像《电冰箱》，问：电冰箱的作用是什么？答：把热量从冷藏室转移到冰箱外。

那么，在一个封闭的房间里，把正在工作的电冰箱门打开，请问：室内温度有变化吗？升高？不变？降低？

想预测这个结论而且能解释它，这就涉及到我们今天学习的内容——热力学第二定律。

2、复习能的转化和守恒定律, 指出第一类永动机不能制成的原因是因为它违反能量守恒定律。然后提出问题：凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的。那么反过来, 是不是遵守能量守恒定律的过程就可以实现呢? 如果都能实现的话, 就可以实现下面一个例子(课本上P83-84 的例子) 。

大家知道, 地球上有很多的海水, 约有1.4×1018 , 只要让地球上的海水每降低0.1℃, 由公式Q=cm△t就可求出所释放的能量Q=5.8×1023 J。这个能量相当于地球上1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量, 如果我们拿来利用的话, 我们的能源问题不就可以解决了吗? 为什么我们人类不去开发利用它? 但可以肯定的一点是, 它并没有违反能量守恒定律。事实上是不可能的, 因为它还要遵循另外一条定律——热力学第二定律。

二、热力学第二定律建立的历史背景

19世纪初, 由巴本、纽卡门等人发明的蒸汽机经过许多人特别是瓦特的重大改进, 已广泛应用于工厂、矿山、交通运输, 可以说它给世界工业带来了一场前所未有的巨大革命。但当时人们对蒸汽机的理论研究还是非常缺乏的。可是人们遇到了一个非常实际的问题: 如何提高蒸汽机的效率问题。很多科学家和工业家又在追求热机的高效率甚至百分之百的效率, 也就是把百分之百的内能转化为机械能。可事实证明无论怎样改良热机, 消除额外的能量损失, 都只能把很少一部分的内能转化为机械。实验和理论证明即使在理想状态下使热机工作, 热机的工作效率最高, 但是离百分之百还是差的很远。为什么呢？科学家们经过在这个问题的推动下, 发现了热力学第二定律, 并用它去解决与热现象有关的问题。

三、热力学第二定律的发现

热力学第二定律并不神秘，在座的各位都可以从身边很多自然过程中发现它。现在就让我们先来观察一个小实验。

1、滴一滴墨水到一杯清水里，可以看到墨水的扩散现象。这个现象是自发进行的，我们并没有给予任何帮助；这里“自发”两个字很重要，因为我们完全可以通过各种方式把这滴墨水重新收集在一起，即需要外界对这杯水做功，于是外界发生了变化，产生了影响，这种影响是不可能消除的。

——板书：墨水的扩散现象：聚合状的墨水——→分散状的墨水

2、请看一根冰淇淋放在空气中，它最后会因为周围相对高温空气传递热量给它而使它慢慢融化。