热力学第二定律(导)学案 (11)

热力学第二定律学案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN学习内容学习目标：1、了解热力学第二定律的两种表述方法，以及这两种表述的物理实质2、用热力学第二定律解释为什么第二类永动机不可以制成。

3、知道熵的概念，知道熵是反映系统无序程度的物理量。

知道任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少4、了解热力学第二定律的微观意义5、利用熵增加原理认识自然界中能量转化的方向性。

教学重点：热力学第二定律及所反映出的热现象的宏观过程的方向性。

教学难点：热力学第二定律中所描述的 "不发生其他变化"学习指导即时感悟【回顾﹒预习】1、热力学第一定律的内容数学表达式2、能量守恒定律3、热力学第二定律的两种表述：（1）克劳修斯表述自我完成，回与温度有关，则下列说法中正确的是（）A．气体从单一热源吸热，并全部用来对外做功，因此该过程违反热力学第二定律B．气体从单一热源吸热，但并未全部用来对外做功，所以该过程违反热力学第二定律【当堂达标】一、1．下列说法中正确的是（ C ）A，热量可以自发地从低温物体传给高温物体B，内能不能转化为动能C，摩擦生热是动能向内能的转化D，热机的效率最多可以达到100％2．下列说法正确的是（ CD ）A．第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律B．自然界中的能量是守恒的，所以能量永不枯竭，不必节约能源C．自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用D．不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化分析题目、总结方法杆恒温10-4-1B．我们所说的有序状态，指的是对应着较多微观态的那样的宏观态C．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行D．熵越大，表示宏观态所对应的微观态数目越少【总结提升】本节课你学到的最重要的新知识：本节课你在运用旧知识时又出现的错误：【拓展﹒延伸】。

热力学第二定律的备课教案一、引言热力学第二定律是热力学中最重要的定律之一，它揭示了自然界中热流的方向，以及热量如何转化为有用的能量。

本备课教案将深入探讨热力学第二定律的概念、背后的原理以及实际应用。

通过本节课的学习，学生将能够全面理解热力学第二定律，并能够运用所学知识解决相关问题。

二、核心概念1. 热力学第二定律的定义热力学第二定律表明，自发发生的热流只能从高温物体传向低温物体，而不会相反。

这意味着在孤立的系统中，热量不会自动从冷物体传到热物体，除非外界做功。

2. 熵的增加与熵的理解熵是一个用来描述系统混乱程度的物理量，也可以理解为热力学系统的无序程度。

根据热力学第二定律，孤立系统的熵总是增加的，直到达到最大值，达到熵最大值的状态为热死状态。

熵的增加体现了热流不可能自动从冷物体传到热物体的事实。

三、原理解析1. 卡诺热机的工作原理卡诺热机是热力学第二定律的一个重要应用实例，它由两个等温过程和两个绝热过程组成。

卡诺热机的工作原理是基于热量从高温热源到低温热源的自发传递，通过循环过程将热量转化为有用的功。

2. 热力学温标的定义与实践热力学温标是基于热力学第二定律的概念，将绝对零度作为温标的零点。

根据热力学第二定律，温度可以作为确定热流方向的一个参考。

热力学温标在实践中广泛应用，例如摄氏度和开尔文温标。

3. 热力学第二定律的推论：熵增原理热力学第二定律的一个重要推论是熵增原理，也被称为熵不减原理。

熵增原理表明在孤立系统中，熵的增加是系统自发发生的，不会自动降低。

这一原理在实际中有着广泛的应用，例如解释自然界中的不可逆过程。

四、实际应用1. 热力学第二定律在工程中的应用热力学第二定律在工程领域中具有广泛的应用，如汽车发动机、电力工厂和制冷设备等。

通过热力学第二定律，工程师可以根据系统的性质和工作要求来设计高效的能量转换装置。

2. 热力学第二定律在环境保护中的意义热力学第二定律对环境保护具有重要意义。

通过深入理解熵增原理，我们可以意识到资源的有限性以及废弃物对环境的影响。

《热力学第二定律》教学设计[范文大全]第一篇：《热力学第二定律》教学设计《热力学第二定律》教学设计【教学目标】一、知识和技能1、能判断涉及热现象的宏观过程是具有方向性的；2、知道并理解热力学第二定律的两种经典表述；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。

【设计思路与教学流程】设计思路：本节内容的课程标准是：“通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律。

”热力学第二定律是紧跟在热力学第一定律之后的一节内容。

学生早在初中就知道了能量的转化与守恒定律，在学完了热力学第一定律之后，对于能量守恒的认识就更深刻了。

因此在此基础上提出“利用海水降温释放的热量作为新能源”这一设想，让学生思考、讨论而引入新课。

然后再列举一些自发的热学现象，归纳出其中共同的特征：过程的不可逆性。

然后就其中的热传导与功热转化两个过程具体分析，归纳出热力学第二定律的两种经典表述：克劳修斯表述和开尔文表述。

热力学第二定律的实质就是指宏观自发的涉及热现象的过程都是不可逆的，任何一类宏观自发的热学过程都可以作为热力学第二定律的表述。

本节课的难点在于如何理解热力学第二定律的两种表述，特别是开尔文表述。

教学中尽可能多地让学生分析实例，再借助于一些多媒体素材（我利用了一些视频及热机、内燃机两个flash动画），从正、反两方面帮助学生形成对热学现象中的过程认识：热量可以自发地从高温物体传到低温物体；功可以全部转化为热；热量可以从低温物体传到高温物体（但要有条件）；热可以转化为功（但不完全）。

最终认识到热力学第二定律是与热力学第一定律并重的一条客观规律。

人教版高中物理选修3-3热力学第二定律导教案人教版高中物理选修3-3 热力学第二定律导教案【知识重点】1.热力学第二定律的两种表述（1）克劳修斯表述：热量不可以自觉地从低温物体传达到高温物体。

（2）开尔文表述：不行能从单调热库汲取热量，使之完整变为功，而不产生其余影响。

2.第二类永动机（1）假想：只从单调热源汲取热量，使之完整变为实用的功而不惹起其余变化的热机。

（2）第二类永动机不行能制成，表示只管机械能能够所有转变为内能，但内能却不可以所有转变为机械能而不惹起其余变化；机械能和内能的转变过程拥有方向性。

3.热力学第二定律的微观意义和熵增添原理（1）热力学第二定律的微观意义：全部自然过程老是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。

（2）熵：熵和系统内能同样都是一个状态函数，仅由系统的状态决定。

从分子运动论的看法来看，熵是分子热运动无序 (杂乱 )程度的定量量度。

（3）熵增添原理：在绝热过程或孤立系统中，熵是增添的，叫做熵增添原理。

对于其余状况，系统的熵可能增添，也可能减小。

从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统老是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自觉的宏观过程老是向无序程度更大的方向发展。

4．能量耗散：系统的内能流散到四周环境中，没有方法把这些内能采集起来加以利用，这类现象叫做能量耗散。

【典型例题】例 1．以下说法中能够实现的是（）A．气体在某状态变化过程中从单调热源吸热，所有用来对外做功；B．制造一种机器，把物体与地面摩擦所产生的热量所有采集起来再所有加以使用；C．只需对内燃机不停进行改良，它能够把气体的内能所有转变为机械能；D．即便没有漏气，没有摩擦的能量损失，内燃机也不行能把内能所有转变为机械能。

例 2．下边对于熵的说法错误的选项是（）A．熵是物体内分子运动无序程度的量度B．在孤立系统中，一个自觉的过程老是向熵减少的方向进行C．热力学第二定律的微观实质是熵是增添的，所以热力学第二定律又叫熵增添原理D．熵值越大，代表系统分子运动越无序例３．热现象过程中不行防止地出现能量耗散的现象．所谓能量耗散是指在能量转变的过程中没法把流散的能量从头采集、从头加以利用．以下对于能量耗散的说法中正确的选项是（）A．能量耗散说明能量不守恒B．能量耗散不切合热力学第二定律C．能量耗散过程中能量仍守恒D．能量耗散是从能量转变的角度反应出自然界中的宏观过程拥有的方向性例 4．热力学第二定律常有的表述有两种。

热力学第二定理教案介绍本教案旨在介绍热力学第二定理，进一步帮助学生理解该定理的基本原理和应用。

定义热力学第二定理，也称为熵增原理，是热力学中的基本原理之一。

它表明在一个孤立系统中，熵（即无序度）总是趋向增加，而不会减少。

原理解释根据热力学第二定理，熵的增加可以通过以下两个方面来理解：1. 热不可逆性：热量从高温物体传递到低温物体是不可逆的过程。

这意味着在热量传递过程中会有一部分能量被消耗，而不可再生地增加了系统的无序度。

2. 宏观微观联系：热力学是宏观物理学的分支，而微观物理学是描述粒子行为的理论。

熵的增加可以从宏观和微观两个层面来解释。

从宏观层面来看，系统的熵增加表示系统的无序度增加；从微观层面来看，系统的微观状态数增加，而较微观状态数更多的状态具有更高的可能性，因此系统的无序度增加。

应用热力学第二定理在实际应用中具有广泛的意义，例如：- 热机效率：热力学第二定理对于热机效率提供了限制。

在任何热机中，其效率不可能达到100%。

根据卡诺定理，热机效率的上限与工作温度之比有关。

- 热力学过程分析：热力学第二定理可以用来分析各种热力学过程的可行性以及可能的方向。

它可以帮助我们了解能量转换的方式和路径，以及热平衡是否会发生。

- 自发性反应：热力学第二定理也被用来解释自发性反应的发生原因。

自发性反应是指在特定条件下无需外部干预而自发发生的化学反应。

总结热力学第二定理（熵增原理）是热力学中的一个重要定律，它揭示了熵在孤立系统中总是增加的事实。

理解和应用该定理有助于我们深入研究能量转换、热平衡和自发性反应等热力学领域的问题。

一、教学目标1. 知识目标：（1）了解热力学第二定律的基本概念；（2）掌握克劳修斯表述和开尔文表述；（3）理解熵的概念及其在热力学中的作用；（4）掌握热力学第二定律在现实生活中的应用。

2. 能力目标：（1）能够运用热力学第二定律解释实际问题；（2）培养逻辑思维和分析问题的能力。

3. 情感目标：（1）激发学生对热力学第二定律的兴趣；（2）培养学生的科学精神和创新意识。

二、教学重点1. 热力学第二定律的基本概念；2. 克劳修斯表述和开尔文表述；3. 熵的概念及其在热力学中的作用；4. 热力学第二定律在现实生活中的应用。

三、教学难点1. 熵的概念及其在热力学中的作用；2. 热力学第二定律在现实生活中的应用。

四、教学过程（一）导入1. 引入热力学基本概念，如能量守恒定律；2. 提出问题：如何描述热力学过程的不可逆性？（二）新课讲解1. 热力学第二定律的基本概念：（1）孤立系统自发地朝向热力学平衡方向演化；（2）第二类永动机永不可能实现。

2. 克劳修斯表述和开尔文表述：（1）克劳修斯表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；（2）开尔文表述：不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。

3. 熵的概念及其在热力学中的作用：（1）熵是系统微观粒子无序程度的量度；（2）熵增定律：在自然过程中，一个孤立系统的总混乱度（即熵）不会减小。

4. 热力学第二定律在现实生活中的应用：（1）热机效率；（2）能源利用；（3）生态学等领域。

（三）课堂练习1. 分析一个实际生活中的热力学现象，运用热力学第二定律进行解释；2. 讨论热力学第二定律在实际应用中的重要性。

（四）总结与作业1. 总结本节课所学内容；2. 布置作业：阅读相关资料，了解热力学第二定律在某一领域的应用，撰写一篇短文。

五、教学反思1. 本节课通过讲解热力学第二定律的基本概念、克劳修斯表述和开尔文表述、熵的概念及其在热力学中的作用等内容，使学生掌握了热力学第二定律的基本知识；2. 在课堂练习环节，引导学生运用所学知识分析实际问题，培养学生的实际应用能力；3. 通过本节课的学习，激发学生对热力学第二定律的兴趣，培养学生的科学精神和创新意识。

热力学第二定律学案（鲁科版选修）学习目的、了解某些热学过程的方向性、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、了解热力学第二定律的两种表述，理解热力学第二定律的物理实质、知道什么是能量耗散学习重点、热力学第二定律的实质，定律的两种不同表述、知道什么是第二类永动机，以及它不能制成的原因学习难点热力学第二定律的物理实质要点梳理.一切与热现象有关的宏观自然过程都是的，即宏观自然过程具有性。

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。

.德国物理学家克劳修斯在年提出：，这就是热力学第二定律的克劳修斯表述，这种表述阐述的是传热的。

.开尔文与年提出了热力学第二定律德的另一种表述，即开尔文表述：。

开尔文表述阐述了的方向性，即通过做功，机械能可以转化为内能，而内能无法转化为机械能。

.热力学第二定律的上述两种表述是的，可以从一种表述推到出另一种表述，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。

.热力学第二定律的每种表述都揭示了大量分子参与宏观过程的性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有性。

．不可逆方向方向性.热量不能自发地从低温物体传到高温物体方向性.不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响机械能和内能转化全部全部用来做功.等价方向.不可逆方向例１.翻开人类的物理学史：你会发现无数的科学家带着“能量守恒定律”的梦想去追寻人类的“永动机”，但残酷的物理规律泯灭了无数的希望，成功源于追求，追求是人类认知的动力，人类便有了“空调、冰箱”等热学定律运用的文明，以下认知正确的是（）．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功．不可能使热量从低温物体传递到高温物体．有大量分子参与的宏观过程具有方向性．第二类永动机违反了能量守恒定律，因此不可能制成答案解析:热力学第二定律的开尔文表述为:不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。

也就是说，在产生某种影响的情况下，物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，故选项正确；热力学第二定律的克劳修斯表述为: 热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但在一定条件下，是可能使热量从低温物体传递到高温物体的，如电冰箱工作时就是把热量从箱内低温环境传到箱外高温环境，故选项错误；热力学第二定律就是反映宏观自然过程的方向性的定律，故选项正确；第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律，故选项错误。

第4讲热力学第二定律[目标定位] 1.通过自然界中客观过程的方向性，了解热力学第二定律.2.了解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.3.了解什么是第二类永动机，知道为什么它不能制成.一、热力学第二定律1．一切与热现象有关的宏观自然过程都是__________的．如物体间的传热、气体的膨胀、扩散……都有特定的__________．2．反映宏观自然过程__________的定律就是热力学第二定律．二、热力学第二定律的两种表述1．克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．2．开尔文表述：不可能从__________库吸收热量，使之完全变成功，而__________其他影响．三、热机1．热机的效率η：热机输出的机械功与燃料产生的__________的比值，用公式表示为η＝W.热机的效率不可能达到100%.Q2．第二类永动机：只有__________热源，从单一热源吸收热量，可以__________用来做功的热机叫第二类永动机，它不违背__________，但违背__________，所以__________实现．一、宏观过程的方向性1．热传导具有方向性：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，结果使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高．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，决不会自发地分开，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热量后，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自发地从容器中流出，容器变为真空．5．在整个自然界中，无论有生命的还是无生命的，所有的宏观自发过程都具有单向性，都有一定的方向性，都是一种不可逆过程．例1下列说法正确的是( )A．热量能自发地从高温物体传给低温物体B．热量不能从低温物体传到高温物体C．热传递是有方向性的D．气体向真空中膨胀的过程是有方向性的答案ACD二、热力学第二定律和第二类永动机1．克劳修斯表述是按热传导的方向性表述的．热量可以由低温物体传到高温物体但不能是自发的，如：冰箱、空调．2．开尔文表述是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的．不是不能从单一热库吸收热量而对外做功，而是这样做的结果，一定伴随着其他变化或影响．3．这两种表述看似毫无联系，其实是等价的，可以从一种表述导出另一种表述．4．热力学第二定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．5．第二类永动机不可能制成，它也是热力学第二定律的一种表述形式．虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，但大量的事实证明，在任何情况下热机都不可能只有一个热源，热机要不断地把吸取的热量变为有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温热源．例2根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是( )A．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B．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的C．制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中，而不引起其他变化D．不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化答案AD例3第二类永动机不可能制成的原因是( )A．违背了能量守恒定律B．热量总是从高温物体传递到低温物体C．机械能不能全部转化为内能D．内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化答案 D宏观过程的方向性1．下列哪个过程具有方向性( )A．热传导过程B．机械能向内能的转化过程C．气体的扩散过程D．气体向真空中的膨胀答案ABCD热力学第二定律和第二类永动机2．根据热力学第二定律，下列判断正确的是( )A．电流的能不可能全部变为内能B．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能C．热机中，燃气内能不可能全部变为机械能D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体答案BCD3．关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是( )A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的B．内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾C．两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律答案 B4．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( )A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的C．第二类永动机遵从能量守恒定律，故能制成D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105J，同时空气向外界放出热量1.5×105J，则空气的内能增加了5×104 J答案 D解析由热力学第二定律知，B、C错；绝对零度不可能达到，A错；由热力学第一定律知D 正确.题组一宏观过程的方向性1．关于热传导的方向性，下列说法正确的是( )A．热量能自发地由高温物体传给低温物体B．热量能自发地由低温物体传给高温物体C．在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体D．热量不可能从低温物体传给高温物体答案AC2．下列说法中正确的是( )A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．一切不违反能量守恒定律的物理过程都是可能实现的C．由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D．一切物理过程都不可能自发地进行答案AC3．以下说法正确的是( )A．热量不仅可以从高温物体传到低温物体，也可自发地从低温物体传到高温物体B．空调等设备就是利用了热传导的方向性C．无论采用什么方法，都不可能把热量从低温物体传递给高温物体D．热量能自发地传递的条件是必须存在温度差答案 D题组二热力学第二定律的理解4．关于热力学定律和分子动理论，下列说法中正确的是( )A．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化B．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的C．在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离的增大而减小D．温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大答案 B5．用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图1所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象．关于这一现象的正确说法是( )图1A．这一实验不违背热力学第二定律B．在实验过程中，热水温度降低，冷水温度升高C．在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能答案AB6．图2为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内、外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是( )图2A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理不违反热力学第二定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第二定律答案BC7．关于空调机，下列说法正确的是( )A．制冷空调机工作时，热量从低温物体传到高温物体B．制暖空调机工作时，热量从高温物体传到低温物体C．冷暖空调机工作时，热量既可以从低温物体传到高温物体，也可以从高温物体传到低温物体D．冷暖空调机工作时，热量只能从低温物体传到高温物体答案AD题组三综合应用8．下列说法中正确的是( )A．功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功B．热机必须是具有两个热库，才能实现热功转化C．热机的效率不可能大于1，但可能等于1D．热机的效率必定小于1答案 D9．如图3所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是( )图3A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量答案 D10．关于热力学定律，下列说法正确的是( )A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程答案ACE11．热力学第二定律常见的表述有两种：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：不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．图4甲是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是_____________________________________________________________________________________________________________________________________.图4。

高中物理《热力学第二定律》教案设计一、教学目标1.理解热力学第二定律的表述及其意义。

2.掌握热力学第二定律的应用，如卡诺循环和热机的效率。

3.培养学生的科学思维能力和实验探究能力。

二、教学重点与难点1.教学重点：热力学第二定律的表述及其应用。

2.教学难点：卡诺循环的推导和热机效率的计算。

三、教学过程1.导入新课通过提问引导学生回顾热力学第一定律，然后提出问题：“热力学第一定律能否解决所有热力学问题？”让学生思考并回答，从而引出热力学第二定律。

2.热力学第二定律的表述（1）讲解热力学第二定律的表述：不可能从单一热源取热使之完全变为有用的功而不引起其他变化。

（2）举例说明热力学第二定律的意义，如热机效率不可能达到100%。

3.热力学第二定律的应用（1）讲解卡诺循环的原理，引导学生理解卡诺循环中热量的转化过程。

（2）推导卡诺循环的效率公式，让学生掌握热机效率的计算方法。

（3）讨论实际热机的效率与卡诺循环效率的关系，引导学生了解提高热机效率的途径。

4.实验探究（1）设计实验：让学生利用热力学第二定律的原理，设计一个简单的热机模型。

（2）实验操作：学生在教师的指导下进行实验，观察热机的工作过程。

（3）数据分析：引导学生分析实验数据，得出热机效率的结论。

5.课堂小结（2）强调热力学第二定律在现实生活中的意义。

（3）布置课后作业：让学生查阅资料，了解热力学第二定律在新能源开发中的应用。

四、课后作业1.阅读教材，理解热力学第二定律的表述及其意义。

2.列举生活中符合热力学第二定律的实例，并简要分析。

3.推导卡诺循环的效率公式，并解释公式中各参数的物理意义。

4.设计一个提高热机效率的方案，并简要阐述其原理。

五、教学反思1.加强对热力学第二定律的理解，避免学生产生误解。

2.在实验探究环节，要关注学生的操作过程，确保实验安全。

3.课后作业要注重实际应用，提高学生的实践能力。

重难点补充：1.热力学第二定律的表述及理解教师：“同学们，想象一下，如果我们能从热源中取出热量并且完全转化为功，那会怎么样？”学生：“那我们就能创造出永动机了！”教师：“对，这就是热力学第二定律告诉我们不可能的事情。

热力学第二定律目标导航1.了解热传导过程的方向性。

2.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。

3.了解什么是第二类永动机。

4.理解第二类永动机不可能制成。

诱思导学1.可逆与不可逆过程（1）.热传导的方向性热传导的过程可以自发地由向进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。

(2).说明：①“自发地”过程就是在不受外来干扰的条件下进行的自然过程。

②热量可以自发地从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从低温物体传向高温物体。

③热量也能从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成。

电冰箱、空调就是例子。

2.热力学第二定律的两种表述①.克劳修斯表述：②.开尔文表述：3.热机4.第二类永动机①.设想：只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。

②.第二类永动机不可能制成，表示尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化；机械能和内能的转化过程具有方向性。

它是否违背能量守恒定律（）典例探究例1 下列所述过程是可逆的，还是不可逆的？A.气缸与活塞的组合内装有气体，当活塞上没有外加压力，活塞与气缸间没有摩擦，气体缓慢地膨胀时；B.上述装置，当活塞上没有外加压力，活塞与气缸上摩擦很大，使气体缓慢地膨胀时；C.上述装置，没有摩擦，但调整外加压力，使气体能缓慢地膨胀时；D.在一绝热容器内盛有液体，不停地搅动它，使它温度升高；E.在一传热容器内盛有液体，容器放在一恒温的大水池内，液体不停地搅动，可保持温度不变；F.在一绝热容器内，不同温度的液体进行混合；G.在一绝热容器内，不同温度的氦气进行混合；基础训练1.下列关于能量转化的说法中，正确的是（）A.机械能可以转化为内能，但内能不能转化为机械能B.机械能可以转化为内能，内能也能转化为机械能C.机械能不可以转化为内能，但内能可以转化为机械能D.机械能可以转化为内能，但内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化2.关于第二类永动机，下列说法正确的是（）A.它既不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律B.它既违反了热力学第一定律，也违反了热力学第二定律C.它不违反热力学第一定律，只违反热力学第二定律D.它只违反热力学第一定律，不违反热力学第二定律3.下列关于热机的说法中，正确的是（）A.热机是把内能转化成机械能的装置B热机是把机械能转化为内能的装置.C.只要对内燃机不断进行革新，它可以把气体的内能全部转化为机械能D.即使没有漏气，也没有摩擦等能量损失，内燃机也不能把内能全部转化为机械能4.下列说法中正确的是（）A.一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B.一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实现的C.由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D.一切物理过程都不可能自发地进行5.第二类永动机不可能制造出来的原因是因其工作原理违背（）A.热力学第一定律B.能的转化与守恒定律C.热力学第二定律D.上述三个定律6.热量会自发地从物体传到物体，而不能自发地从物体传到物体，这就是热传导的性。