热力学第二定律教学设计

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。

第4节热力学第二定律[学习目标]1．知道传热、扩散现象、机械能与内能的转化等都具有方向性。

具有方向性的过程是不可逆的。

2．理解热力学第二定律的两种表述。

3．学会用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移及方向性问题。

知识点1热力学第二定律1．热传导的方向性(1)热量可以自发地由高温物体传到低温物体。

(2)热量不能自发地由低温物体传到高温物体。

(3)热传导过程是有方向性的。

2．热力学第二定律的克劳修斯表述热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

即热传导的过程具有方向性。

3．热力学第二定律的开尔文表述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。

(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性)[判一判]1．(1)热量不能由低温物体传给高温物体。

()(2)科技发达后，热机的效率可以达到100%。

()(3)机械能可以全部转化为内能，而内能不能自发地全部转化为机械能。

()提示：(1)×(2)×(3)√知识点2能源是有限的1．能量耗散能量在数量上虽然守恒，但其转移和转化却具有方向性。

在各种各样的活动中，其他形式的能最终都转化成内能流散到周围环境中，再也不能自动聚集起来驱动机械做功了，这种转化过程叫作能量耗散。

2．品质降低能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低。

能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的能量。

能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒，但能量的品质下降了。

[判一判]2．(1)能量耗散不遵循能量守恒定律。

()(2)能量耗散会导致能量品质的降低。

()(3)为了可持续发展，必须节约能源。

()提示：(1)×(2)√(3)√1．(对热力学第二定律的理解)关于热力学定律，下列说法中正确的是() A．在一定条件下物体的温度可以降到绝对零度B．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律C．热机的效率可以达到100%D．在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传给高温物体解析：选D。

高中物理《热力学第二定律》教案设计高中物理《热力学第二定律》教案设计一、教学目标1．了解热传导过程的方向性2．了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可制成3．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4．了解什么是能量耗散二、重点、难点分析1．重点内容是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,知道为什么第二类永动机不可制成。

2．第二类永动机不可制成的物理实质是教学的难点。

三、教学方法：教师讲解与学生课堂自学结合，并讨论归纳四、教具：投影仪，大屏幕，相关图片五、教学过程（一）引入新课有这样一个有趣的问题：地球上有大量海水，它的总质量约为1.4×1018t，只要这些海水的温度降低0.1℃，就能放出5.8×1023J的热量，这相当于1800万个核电站一年的发电量．为什么人们不去研究这种“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，就是本节要讨论的热力学第二定律。

【板书】第七节热力学第二定律（二）进行新课[学生带着问题阅读、讨论]：思考：1、何为热传导的方向性？2、什么是第二类永动机？它违背了什么规律？3、何为热力学第二定律？它有几种表述方法？归纳：Ⅰ、热传导的方向性：高温物体只能“自发地”将热量传给低温物体，而低温物体必须要依靠外界的辅助才能将热量传给高温物体。

Ⅱ、第二类永动机１、没有冷凝器的能从单一热源吸收热量并全部用来做功而不引起其他变化的热机。

２、特征：符合能量守恒定律；不可能引起其他变化。

３、结论：机械能和内能的转化过程具有方向性，尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其它变化Ⅲ、热力学第二定律表述一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不产生其他变化。

（按热传导的方向性表述）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。

（按能量转化的方向性表述）小结：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，使得它成为独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律．热力学第二定律在物理、化学、生物等学科中有重要的应用，它对于我们认识自然和利用自然有重要的指导意义。

《热力学第二定律》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解热力学第二定律的基本观点和原理。

2. 掌握热力学第二定律的几种表述方式。

3. 能够运用热力学第二定律诠释生活中的现象。

二、教学重难点1. 重点：理解热力学第二定律的基本观点和原理。

2. 难点：运用热力学第二定律诠释生活中的现象。

三、教学准备1. 准备教学PPT，包含图片、视频、案例等教学资源。

2. 准备相关实验器械，进行实验演示。

3. 准备习题集，供学生练习。

4. 了解学生已掌握的物理学基础知识。

四、教学过程：本节课的教学目标是让学生理解热力学第二定律的内容和意义，掌握熵的观点和基本定律，能够运用熵的观点分析实际问题。

1. 引入课题：通过一些平时生活中的现象，如空调制冷、热机的工作等，引出热力学第二定律的内容和意义，激发学生的兴趣和好奇心。

2. 讲解热力学第二定律的内容和意义：通过PPT和视频等形式，详细讲解热力学第二定律的内容和意义，包括方向性、不可逆性、熵增加原理等。

3. 讲解熵的观点：通过PPT和图片等形式，介绍熵的观点和定义，包括熵的定义、熵的物理意义等。

同时，可以通过一些简单的实验和例子，帮助学生理解熵的观点。

4. 熵的基本定律：通过PPT和视频等形式，介绍熵的基本定律和性质，包括熵增原理、熵平衡方程等。

同时，可以通过一些实际问题，引导学生运用熵的基本定律进行分析。

5. 实例分析：通过一些实际例子，如空调制冷、热机的工作等，引导学生运用熵的观点和基本定律进行分析，加深学生对热力学第二定律的理解和应用。

6. 教室讨论：让学生分组讨论一些与热力学第二定律相关的问题，如能源利用、环境珍爱等，鼓励学生积极思考，发表自己的看法和建议。

7. 总结回顾：对本节课所学的知识进行总结回顾，强调热力学第二定律的重要性和应用，鼓励学生将所学知识应用到实际生活中去。

8. 安置作业：让学生回家复习本节课所学的知识，并完成一些与热力学第二定律相关的作业，稳固所学知识。

《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。

4 热力学第二定律【教材分析】本节介绍热力学第二定律，该定律与热力学第一定律是构成热力学知识的理论基础，热力学第一定律对自然过程没有任何限制，只指出在任何热力学过程中能量不会有任何增加或损失，热力学第二定律解决哪些过程可以发生，教学时要注意讲清二者的关系。

对于热力学第二定律，教材先从学生比较熟悉的热传导过程的方向性入手，研究与分子热运动有关的过程的方向性问题，以期引起学生思维的深化，也作为学习热力学第二定律的基础。

教材介绍了热力学第二定律的两种表述：一种是按照热传导过程的方向性表示，另一种是按照机械能与内能转化过程的方向性表述，这两种表述都表明：自然界中一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，教学时，要注意说明这两种不同表述的内在联系，讲清这两种表述的物理实质。

第二类永动机是指设想中的效率达到100%的热机，由于在自然界中把热转化为功时，不可避免地把一部分热传递给低温的环境，所以第二类永动机不可能制成。

【设计思想】1.从实际问题导入，从简单的实验开始，尽可能引导学生联系自己熟悉的，身边的生活现象的实例，在教学内容上使物理贴近学生生活、联系社会实际，体现《标准》倡导的“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。

2.积极创设情景，开展师生、生生间的对话交流，开展小组合作讨论学习，使教学过程能够确立学生在教学活动中的中心地位，让学生从自己的学习体验和感悟中获得知识，向学生学习活动要效益，体现以学生为中心的原则。

3.热力学第二定律不象以往的实验定律可以推导和验证，是在大量实验事实的基础上总结出来，内容的表述比较抽象和难以理解，教师要引导学生对关键词的作深刻地理解，要引导学生多运用实例来辅助理解。

4.夯实知识基础，灵活运用技能是三维教学目标中第一要素，本节课除了使用教材中“问题与练习”外，还设计了四道练习题，在教学过程中结合学生的学习状况灵活使用，帮助学生更好理解定律。

《课后思考题》有助于学生更深刻地理解定律。

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》教课设计三维教课目的1、知识与技术（1）认识热力学第二定律的发展简史；（2）认识什么是第二类永动机，为何第二类永动机不能够制成；（3）认识热传导的方向性；（4）认识热力学第二定律的两种表述方法，以及这两种表述的物理本质；（5）认识什么是能量耗散。

2、过程与方法：3、感情、态度与价值观：教课要点：热力学第二定律及所反应出的热现象的宏观过程的方向性。

教课难点：热力学第二定律中所描绘的" 不发生其余变化 " 。

教课方法：多媒体协助教课，剖析议论解说相联合。

教课器械：多媒体演示系统、自制电脑教课软件。

教课过程：第四节热力学第二定律（一）引入新课发问：热力学第必定律的内容是什么？第一类永动机为何没有制成？能量守恒定律是如何表述的？在能量守恒定律中，存在着能量的 " 转移 " 和 " 转变 " ，详细到热力学第二定律，内能和内能之间存在着 " 转移 " 以及内能和机械能之间也存在着 " 转变 " 的过程，引入课题：热力学第二定律。

（二）新课教课1、内能的转移 : 内能转移本质就是热传达。

例 1：冰箱中的冰激凌在停电时的消融过程，指引学生剖析消融的原由。

（热量能够从高温物体传达给低温物体）冰箱里的冰激凌在冰箱正常工作时并无消融。

进一步指引学生思虑热量只好从高温物体传达给低温物体这类说法能否稳当。

假如不稳当应当如何说。

进而得出所谓的热量从高温物体向低温物体传达是一个自觉的过程，热量从低温物体向高温物体转移需要其余的物理过程参加。

（以模拟动画说明内能转移过程的方向性）（1）热力学第二定律克劳修斯表述：不行能使热量从低温物体传达到高温物体而不产生其余变化。

内能转移过程的方向性说明 : 不产生其余变化是指没有其余物理过程参加。

2、内能和机械能之间的转变（ 1）第二类永动机瓦特蒸汽机的发明说明人们开始了热机理论的研究，（" 热机 " 就是一种把内能转变成机械能的机械）1824 年，卡诺在《论火的动力》中指出" 凡是有温度差的地方便可以发生动力"1834 年，克拉珀龙把卡诺这一思想几何化为" 卡诺循环 "热机从高温热源汲取热量Q，此中一部分对外做功W，另一部分被开释给低温热源，依据能量守恒定律 Q1 = Q 2 + W η=W/ Q1 = (Q 1- Q 2) /Q 1 =1 - Q 2/ Q 1，能够知道 Q2越少，η越高，于是人们就考虑可否让Q2不存在，这样便可以产生一个η=100％的热机，便可以产生另一种永动机，能够看到这类机械其实不违犯能量守恒定律，这一类永动机叫第二类永动机。

热力学第二定律教案（鲁科版选修）学习目的、认识某些热学过程的方向性、认识什么是第二类永动机，为何第二类永动机不行能制成、认识热力学第二定律的两种表述，理解热力学第二定律的物理本质、知道什么是能量耗散学习重点、热力学第二定律的本质，定律的两种不一样表述、知道什么是第二类永动机，以及它不可以制成的原由学习难点热力学第二定律的物理本质重点梳理.全部与热现象有关的宏观自然过程都是的，即宏观自然过程拥有性。

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，这种表述论述的是传热的。

.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：。

开尔文表述论述了的方向性，即经过做功，机械能能够转变为内能，而内能没法转变为机械能。

.热力学第二定律的上述两种表述是的，能够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，都能够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露了大批分子参加宏观过程的性，令人们认识到自然界中进行的波及热现象的宏观过程都拥有性。

重点梳理答案．不行逆方向方向性.热量不可以自觉地从低温物体传到高温物体方向性.不行能从单调热库汲取热量，使之完整变为功，而不产生其余影响机械能和内能转变所有所有用来做功 .等价方向 .不行逆方向典型例题例１ .打开人类的物理学史：你会发现无数的科学家带着“能量守恒定律”的梦想去找寻人类的“永动机”，但残忍的物理规律消灭了无数的希望，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，以下认知正确的选项是（）．物体从单调热源汲取的热量可所有用于做功．不行能使热量从低温物体传达到高温物体．有大批分子参加的宏观过程拥有方向性．第二类永动机违犯了能量守恒定律，所以不行能制成答案分析 :热力学第二定律的开尔文表述为: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。

热学第二定律教案一、引言热学第二定律是热力学中的重要定律之一。

它揭示了热量的传递方向以及能量转化的不可逆性。

本教案将以热学第二定律为中心，围绕该定律的定义、表述、热力学实例等方面进行详细论述。

二、热学第二定律的定义与表述热学第二定律，又称卡诺定理或卡诺原理，是指在一个孤立系统中，热量只能自热量较高的物体传递到热量较低的物体，而不会发生相反的情况。

简言之，热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。

三、卡诺循环的介绍与实例分析卡诺循环是热学第二定律的一个重要示例，它能够实现最高效率的热能转化。

卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，通过假设具有理想热机特性的卡诺循环来研究热学第二定律的应用和实际问题。

四、卡诺循环的理论效率卡诺循环的理论效率是指卡诺热机在给定低温热源和高温热源的温度下所能达到的最高效率。

根据热学第二定律，实际热机的效率不可能高于理论效率。

本节中，我们将详细介绍卡诺循环的理论效率计算方法，并结合数值实例加以说明。

五、热力学第二定律的应用热学第二定律不仅仅在理论上有重要意义，它也在实际生活和工程领域中有着广泛的应用。

例如，热力学第二定律能够解释为什么冷水无法自发地变热、为什么空调需要花费大量的能源、以及为什么汽车引擎需要散热等。

在本节中，我们将以实际案例来阐述热力学第二定律在工程实践中的应用。

六、违反热学第二定律的假说与争议热学第二定律的初始提出遭遇了一些争议和质疑。

一些科学家和哲学家提出了一系列假说，试图推翻或修正热学第二定律的内容。

然而，通过对这些假说的深入分析和实验验证，我们可以得出结论，热学第二定律是一个基本而不可逆的物理规律。

七、总结热学第二定律是热力学领域中的重要定律，它在能量转化和热力学过程中具有重要的应用价值。

通过对热学第二定律的定义、表述、卡诺循环、实际应用等方面的介绍，我们对该定律有了更深入的了解。

了解热学第二定律不仅对于工程师和科学家而言具有实际指导意义，也有助于我们更好地理解能量的转化与利用。