热力学第二定律、能源与环境
[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面三刀种表述的物
理实质
4、了解什么是能量耗散
5、了解什么是能源，了解什么是常规能源，了解常规能源的储备与
人类需求间的矛盾
6、了解常规能源的使用与环境污染的关系
7、了解哪些能源是清洁能源，哪些能源可再生。
8、要求就能源与环境问题开展研究性学习。
[教学重点与难点]：热力学第二定律，研究性学习的课题选择及材料的收集
[教学方法]：学生课堂自学结合讨论归纳
[教学过程]：
一、复习提问
1、热力学第一定律研究的是做功与对物体热传递在改变物体内能上的关
系，可以表述为： 。
2、热力学第一定律说明了能量间相互转化过程中遵守的规律：能量转化与
守恒定律。
3、第一类永动机不可能制成是因为它违背了 。
二、新课讲授
[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：一）、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。
二）、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 。
[键入文字]
1 高二下学期物理《热力学第二定律》达标测试1：选修3
大家在遇到各种类型的题型时，能否沉着应对，关键在于平时多做练习，下文是由为大家推荐的精编热力学第二定律达标测试，一定要认真对待哦! 一、填空题 1.根据循环效果而言，热机循环是将_______转变为_______的热力循环;而逆向循环是将_______转变为______的热力循环。 2.完成一次正向循环后，工质从热源吸热q1,向冷源放热q2,其中只有_______部分才能转化为_________。 3.热量由高温物体传向低温物体是一种______过程，而热量由低温物体传向高温物体是一种______过程，它的进行需要以_______作为补偿条件。 4.不可能制造出一种循环工作的热机，只从________个热源吸取热量，使之完全变为有用功，而其它物体不发生任何______。过程 5.卡诺循环是由两个可逆的________过程和两个可逆的_________过程所组成。 6.在两个恒温热源间工作的一切可逆循环，其热效率仅决定于两热源的_______，而与工质的性质________。
热力学第一定律与第二定律练习题
1．填空
1）在通常情况下，体系内部如含有 两个或两个以上的 相，则称为多相体系。在整个 封闭 （封闭，开放，孤立）体系中，相与相之间没有任何限制条件，在它们之间可以有 物质的交换 、 热量的交换 和 功的交换 ，也就是说每个相是互相敞开的。
2）乙醇液体在正常沸点温度及平衡压力下蒸发为乙醇蒸气，过程的H与S的关系是 S=H/T ；H 与Q的关系是 H = Q ；计算H所需要的热力学基础数据是 vapHm 。也可以是 fm()Hg$ 和 fm()Hl$ 。
3）选择“＞”、“＜”、“=”中的一个填入下列空格：
理想气体节流膨胀，ΔS ＞
0，ΔG ＜
0。
4）对一封闭体系，非体积功Wf =0时，下列过程中体系的ΔU，ΔS，ΔG何者必为零？
(1) 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 ΔU为零 ；
(2) 某物质的恒温恒压可逆相变过程 ΔG为零 ；
(3) 某物质经一循环恢复原状态 ΔU，ΔS，ΔG皆为零 。
5）吉布斯自由能判据的适用条件是 恒温 、 恒压 、 非体积功为零 。
6）在只做体积功的封闭体系中，过程的ΔA的符号为 不能确定 （正，负，不能确定）。
7）一单组分、均相、封闭体系，在不作非体积功情况下进行变化，当熵和压力恢复到原来数值时ΔG= 零
（大于零，小于零，等于零）。单组分是双变量体系
8）5mol单原子理想气体的(/)VHT 103.9 J·K-1。
,(/)(/)(/)(5/2)VVVVpmHTTSTVpTCnRnCnR=12.5R
9）刚性绝热容器内发生反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)，以容器整体为系统，ΔU和ΔH两者当中为零的是 ΔU ；若反应在绝热恒压容器中进行，仍以容器整体为系统，ΔU和ΔH为零的是 ΔH 。
《热力学第二定律》教学设计
江苏省南通市天星湖中学 耿建
这节课的内容是人民教育出版社2005年版高中《物理》选修3－3教材第十章第五节。
【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。
