(高一物理)第11章第09节热力学第二定律教案03人教版
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.理解热力学第二定律的表述，掌握其基本概念和内涵。
2.能够运用热力学第二定律分析实际问题，提高解决物理问题的能力。
3.培养学生的逻辑思维能力，提高科学素养。
二、教学内容1.热力学第二定律的表述2.熵的概念及熵增加原理3.热力学第二定律的应用三、教学重点与难点1.热力学第二定律的基本概念和内涵2.熵的概念及熵增加原理3.热力学第二定律在实际问题中的应用四、教学方法1.启发式教学：通过提问、讨论等方式，激发学生的思考，引导学生主动学习。
2.案例分析：结合实际例子，让学生更好地理解热力学第二定律的应用。
3.小组合作：培养学生团队合作精神，提高解决问题的能力。
五、教学过程1.导入：通过回顾热力学第一定律，引导学生思考自然界中的能量转化和守恒问题。
然后提出热力学第二定律，激发学生的好奇心。
2.新课讲解：（1）热力学第二定律的表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；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。
（2）熵的概念及熵增加原理：熵是系统无序程度的度量，熵增加原理指出，孤立系统的总熵不会自发减少。
（3）热力学第二定律的应用：分析实际问题，如热机效率、制冷剂循环等。
3.案例分析：举例说明热力学第二定律在实际问题中的应用，如汽车发动机的热效率、空调制冷过程等。
引导学生运用热力学第二定律分析问题。
4.课堂互动：学生提问、讨论，解答疑惑。
教师引导学生思考热力学第二定律的意义和价值。
六、教学反思本节课结束后，教师应认真反思教学效果，针对学生的掌握情况，调整教学策略，以提高教学效果。
同时，关注学生在学习过程中的表现，培养学生的科学素养和逻辑思维能力。
七、教学评价1.学生课堂参与度：观察学生在课堂上的发言、讨论等情况，评价学生的参与度。
2.学生作业完成情况：检查学生作业的完成质量，评价学生对课堂所学知识的掌握程度。
3.学生实际问题分析能力：通过课后辅导、提问等方式，了解学生运用热力学第二定律分析实际问题的能力。
热力学第二定律的备课教案
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。
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。
人教版高中物理课件-热力学第二定律
●絕對零度不可達到。
●能源和環保問題。
T=t+273.15K
對大量事實分析表明：熱力學零度不可達到。 這個結論稱為熱力學第三定律。
問題6：
能源就是指能夠提供可利用能量的物質，分 為常規能源和新能源。
常規能源包括煤、石油和天然氣，新能源 有風能、水能、太陽能、沼氣能和核能。
在利用能量的過程中要注意兩個問題：效 率問題和環保問題。
第六、七節 熱力學第二定律 能源和環境
第二類永動機不能製成說明熱機的效率不可能 達到100％，表示機械能向內能轉化過程的不可逆性 （機械能可以全部轉化成內能，但內能卻不能全部轉化 成機械能，同時不引起其他變化）。
問題3：
熱力學第二定律的兩種常用表述： 第一種表述：不可能使熱量由低溫物體傳 到高溫物體，而不引起其他變化。 第二種表述：不可能從單一熱源吸收熱量 並把它全部用來做功，而不引起其他變化。
的方向性。
●教學模式：自學、討論、解答。
1.何謂熱傳導的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ向性？試舉例說明。
討
2.什麼是第二類永動機？不能製成第二類永動
機說明了什麼？
論
3. 熱力學第二定律有哪種表述?其內容各是什
麼？
問
４.什麼是能量耗散？試舉例說明。
５.什麼是絕對溫度？絕對零度是否可完全達
到？這個結論叫什麼定律？
題
6.何謂能源？這可分為哪兩類能源？各有哪些
這兩種表述是等價的，可以從一種表述導 出另一種表述還可以導出其他表述。
問題4：
在能量轉化和轉移的過程中，總有一部分能 量轉變成了內能，這部分內能通過熱傳遞最 終流散到周圍的環境中去而消耗掉，這種現 象叫做能量耗散。
热力学第二定理教案
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。
高中物理10.4热力学第二定律教案新人教版选修3_3
第4节热力学第二定律一、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。
二、教学目标知识和技能: 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。
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。
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。
三、教学重难点重点：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。
四、学情分析学生已经掌握了热力学第一定律，能够说出一些热现象的方向性，如热传递从高温到低温，本节要求学生更加深入的理解热现象的方向性，从现象到本质，具有一定难度。
五、教学方法思考、讨论、总结发言，多媒体。
六、课前准备预习学案阅读课本七、课时安排 1课时八、教学过程预习内容： 1、复习提问①热力学第一定律的内容是什么？②第一类永动机为什么没有制成？③能量守恒定律是怎样表述的？2、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物体向物体进行，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热量可以从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从物体传向物体。
③要将热量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。
3.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：。
4.热机热机是把内能转化为机械能的装置。
(完整版)热力学第二定律教案
六热力学第二定律安徽省舒城中学（231300）吕贤年【教学目标】1、知识目标(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能制成；(3)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；(4)了解什么是能量耗散；(5)了解热力学温度与摄氏温度的关系，了解绝对零度不可能达到。
2、能力目标培养学生通过日常生活现象概括物理规律的能力。
3、德育目标通过第二类永动机不可能制成的教学，教育学生要有效地利用自然界提供的各种能源，必须遵循自然界的规律。
【教学重点】(1)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；(2)第二类永动机及其不能制成的原因。
【教学难点】第二类永动机及其不能制成的原因。
【教学方法】阅读法、分析归纳法、讲练法。
【教具准备】投影仪、投影片、录像带。
【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课地球上有大量的海水，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5.8×1023 J的能量，这相当于1800万个功率为100万千瓦的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，这涉及到物理学的一个基本定律，这就是本节要学习的热力学第二定律。
二、新课教学1、热传导的方向性问题：两个温度不同的物体互相接触时，将会出现什么现象？结论：两个温度不同的物体互相接触时，热量会自发从高温物体传给低温物体，使高温物体温度降低，低温物体温度升高。
(1)热量自发地从高温物体传给低温物体上述过程中热量是自发地从高温物体传给低温物体的，我们所说的“自发地”指的是没有任何的外界影响或者帮助。
(2)热量从低温物体传给高温物体必须借助外界的帮助问题：大家见过热量从低温物体传给高温物体的实例吗？现象：电冰箱能够把热量从低温物体传给高温物体。
分析：电冰箱能够把热量从低温物体传给高温物体，在该过程中电冰箱要消耗电能，一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了，相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度逐渐升高。
人教版高中物理《热力学第二定律》说课稿
各个小组进行展示结果，教师做总结归纳。
优秀：能够简述开尔文表述的内容和物理实质，并举例说明。能够说明“不可能从单一热库吸收热量”的具体含义。
一般：了解开尔文表述的内容和物理实质。了解“不可能从单一热库吸收热量”的具体含义。
较差：不理解开尔文表述的基本内容。
目标4：了解能量与能源的区别以及能量耗散、能源的有限性。
目标3：了解热力学第二定律的开尔文表述及其物理实质，能用此表述解释常见的不可逆过程。
提出问题：
1.热机工作时是否将吸收来的热量全部转化为机械能？2.开尔文表述的内容？
3.“不可能从单一热库吸收热量”是什么意思？
思考与讨论：
滚动的足球通过摩擦力将机械能全部转化为内能，将热量散失在周围环境中；而周围环境能否自发地降低温度释放内能并将释放的内能全部转化为足球的机械能？
人教版高中物理学活动设计：
评价任务：
目标1：了解自然界中与热现象有关的宏观过程的方向性。
教师进行演示实验：
将一滴红色染料滴入清水中，观察染料扩散情况。
问题引入：
将一滴红色染料滴入清水中，染料扩散，那么扩散后的染料能否自发地重新聚在一起，而其余部分又变成清水？
小组讨论分析下列现象是否可逆：
提出问题：
1.能量与能源是否是一个概念？并举例说明。
2.何为“能量耗散”？
3.能源是否和能量一样总量不会减少？
各个小组进行展示结果，教师做总结归纳。
优秀：能够举例说明能量与能源的不同。理解并分析出能量耗散是不可逆的。理解能源的总量是不断减少的。
一般：了解能量和能源的不同但不能举例说明。了解能量耗散和能源的有限性。
烧红的铁块放入水中使水温度升高；轮胎里的压缩气体向外泄露；滚动的小球在粗糙的水平面上逐渐减速停下来。
人教版高中物理课件-热力学第二定律
[例3]試對熱力學第一定律和熱力學第二定律 做一簡單的評析
[解析]熱力學第一定律和熱力學第二定律是構 成熱力學知識的理論基礎，前者對自然過程 沒有任何限制，只指出在任何熱力學過程中 能量不會有任何增加或損失，反映的是物體 內能的變化與熱量、做功的定量關係；後者 則是解決哪些過程可以自發地發生，哪些過 程必須借助於外界條件才能進行。
體傳遞給高溫度物體．
2021-11-18
[解析]根據熱力學第二定律可知，凡與熱現象 有關的宏觀過程都具有方向性，電流的能可 全部變為內能(由電流熱效應中的焦耳定律可 知)，而內能不可能全部變成電流的能．機械 能可全部變為內能，而內能不可能全部變成 機械能，在熱傳導中，熱量只能自發地從高 溫物體傳遞給低溫物體，而不能自發地從低 溫物體傳遞給高溫物體，所以選項B、C、D 正確．
10.4熱力學第一定律
2021-11-18
一、學習目標: 1.瞭解熱傳導過程的方向性。 2.瞭解什麼是第二類永動機，為什麼第二類
永動機不可能製成。 3.瞭解熱力學第二定律的兩種不同的表述，
以及這兩種表述的物理實質。
2021-11-18
二、重點和難點： 重點：熱力學第二定律的物理實質和兩種常
2021-11-18
2021-11-18
新課教學： (一)、熱傳導的方向性 1．實例：熱量會自動地從高溫物體傳給低溫
度物體。 2．熱傳導的過程具有方向性 3．自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都
具有方向性。
2021-11-18
1．實例：熱量會自動地從高溫物體傳給低溫 度物體。
[注意]這裏所說“自發地”是指沒有任何外界 的影響或幫助，電冰箱工作時能將冰箱內(溫 度較低)的熱量，傳給外界空氣(溫度較高)， 是因為電冰箱消耗了電能，對製冷系統做了 功。
热学第二定律教案
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。
2017人教版高中物理选修33热力学第二定律word教案
、热力学第必然律能量守恒定律教学方式教学教学目的 1.熟悉物质的运动形式有多种，对应不同运动形式的运动有不同形式的能，各类形式的能在必然条件下能够彼此转化2. 进一步掌握能的转化和守恒定律，并了解能的转化和守恒定律的意义3．运用公式△U＝W＋Q分析有关问题并具体进行计算教学重点热力第必然律教学难点能量守恒教具多媒体课件教学进程一、温习提问问：物体做什么样的运动具有机械能？机械能转化和守恒定律的内容是什么？二、新课教学1．热力学第必然律分析下列特殊情形：①若是物体只与外有热互换，没有做功，外界传给物体4J热量物体的内能增加了多少？物体若向外界传出了4J热量，物体内能如何转变？结论：在没有做功情形下，物体与外界间传递热量Q，物体内能转变为△U，则△U＝Q，为了在此表达式中能反映物体对外界是吸热不是放热，作出规定：吸热Q取正值，放热Q取负值，由此可知：物体吸热，内能增加，放热，内能减少。
②若是物体和外界不发生热互换，当外界对物体做了10J功，物体内能增加了多少？当物体对外做了10J功，物体内能又如何转变？结论：在无热互换情形下，△U＝W（对外做功时，W取负值）③若是物体内能在改变的进程中，既有热传递又有做功，例如外界对物体做了10J的功，同时物体吸收4J热量，物体的内能如何转变？④又如，外界对物体做10J功，物体放热4J物体内能又如何转变？又物体对外界做了10J功，物体吸热4J，物体放热4J物体内能又如何转变？综上所述：在能的转化转移进程中，一个物体，若是没有吸收热量也没有放出热量，那么外界对它做多少功它的内能就增加多少；若是它既没有对外做功，外界也没有对其做功，则它从外界吸收多少热量，它的内能就增加多少。
用△U表示物体内能的增量，用Q表示吸收的热量，用W表示外界对物体所做的功，那么：△U＝Q＋W上式就是热力学第必然律。
［例］必然量的气体从外界吸收了×105J的热量，内能增加了×105J，外界对物体做了多少功？解：按照热力学第必然律得，W＝△U－Q＝×105J－×105J＝×105J2．能的转化课件展示，举例说明物体的每一种运动形式都有一种对应的能机械运动――机械能热运动――内能电荷运动――电能化学运动――化学能生物运动――生物能原子核内部的运动――原子能各类形式的能能够彼此转化：机械能中的动能和势能可彼此转化（自由落体运动）机械能能够与内能彼此转化（摩擦生热，消耗了机械能通过做功的形式转化为内能；热机中的气体推动活塞做功把气体内能转化为机械能）其它形式有能也能够转化为内能，如电流通过导体时，把电能转化为内能；灼热的灯丝发光，又把内能转化成光能；燃烧时，把化学能转化成内能）3.能量守恒定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能众一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的进程中其总量不变。
《热力学第二定律》教案
《热力学第二定律》教案三维教学目标1、知识与技能（1）了解热力学第二定律的发展简史；（2）了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可以制成；（3）了解热传导的方向性；（4）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；（5）了解什么是能量耗散。
2、过程与方法：3、情感、态度与价值观：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"。
教学方法：多媒体辅助教学，分析讨论讲解相结合。
教学器材：多媒体演示系统、自制电脑教学软件。
教学过程：第四节热力学第二定律（一）引入新课提问：热力学第一定律的内容是什么？第一类永动机为什么没有制成？能量守恒定律是怎样表述的？在能量守恒定律中，存在着能量的 "转移"和 "转化"，具体到热力学第二定律，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"转化"的过程，引入课题：热力学第二定律。
（二）新课教学1、内能的转移:内能转移实质就是热传递。
例1：冰箱中的冰激凌在停电时的融化过程，引导学生分析融化的原因。
（热量可以从高温物体传递给低温物体）冰箱里的冰激凌在冰箱正常工作时并没有融化。
进一步引导学生思考热量只能从高温物体传递给低温物体这种说法是否妥当。
如果不妥当应该怎样说。
从而得出所谓的热量从高温物体向低温物体传递是一个自发的过程，热量从低温物体向高温物体转移需要其他的物理过程参与。
（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：不可能使热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他变化。
内能转移过程的方向性说明:不产生其他变化是指没有其他物理过程参与。
2、内能和机械能之间的转化（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"就是一种把内能转化为机械能的机械）1824年，卡诺在《论火的动力》中指出 "凡是有温度差的地方就能够发生动力"1834年，克拉珀龙把卡诺这一思想几何化为"卡诺循环"热机从高温热源吸收热量Q，其中一部分对外做功W，另一部分被释放给低温热源，根据能量守恒定律Q1 = Q2+ W η=W/ Q1= (Q1- Q2) /Q1=1 - Q2/ Q1，可以知道Q2越少，η越高，于是人们就考虑能否让Q2不存在，这样就可以产生一个η=100％的热机，就可以产生另一种永动机，可以看到这种机械并不违反能量守恒定律，这一类永动机叫第二类永动机。
热力学第二定律教学教案
热力学第二定律 的表述和表述方 式
热力学第二定律 的应用和限制
热力学第二定律 的物理意义和重 要性
热力学第二定律 在日常生活和工 业生产中的应用 案例
案例选择：选择具有代表性的热力学第二定律应用案例，如空调、冰箱等。
案例分析：引导学生分析案例中热力学第二定律的应用原理，理解热量传递、熵增等概念。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
理解热力学第二定律在自然界的 普遍适用性。
理解热力学第二定律在科学技术 发展中的作用和意义。
理解热力学第二定律的基本概念和意义 掌握热力学第二定律的表述方式，包括经典表述和熵表述 理解热力学第二定律在自然界和工程实践中的应用 能够运用热力学第二定律分析问题和解决问题
表述：热力学第二定 律有多种表述方式， 如克氏表述、熵增加 原理等，它们从不同 角度揭示了热现象的
本质和规律。
应用：热力学第二定 律在能源利用、制冷 技术、环保等领域有 着广泛的应用，对于 指导人类合理利用能 源和保护环境具有重
要意义。
重要性：热力学第二 定律是热力学的基本 定律之一，对于理解 热现象的本质和规律、 指导人类合理利用能 源和保护环境等方面 都具有重要意义，因 此需要深入理解和掌
注意事项：讲解要准确、生动、 有条理，注意学生的反馈和互动
定义：讨论法是一种以小组为单位，通过讨论、交流、分享等方式进 行知识传递的教学方法。
特点：讨论法能够激发学生的学习兴趣和主动性，培养学生的合作 精神和沟通能力，促进学生对知识的理解和掌握。
实施步骤：确定讨论主题、分组、引导学生展开讨论、总结讨论成果。
应用限制：强调热力学第二定律的局限性，如无法从单一热源获取无限能量等。
讨论与思考：引导学生思考热力学第二定律在现实生活中的应用，培养其分析和解决问题的能 力。
人教版高中物理10.4《热力学第二定律》教案(新人教版选修3-3)(2篇)
10.4 热力学第二定律【教学目的】1、了解某些热学过程的方向性2、了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成3、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4、知道什么是能量耗散5、知道什么是热力学第三定律【教学重点】1、热力学第二定律的实质，定律的两种不同表述2、知道什么是第二类永动机，以及它不能制成的原因【教学难点】热力学第二定律的物理实质【教具】扩散装置【教学过程】○、引入学生答问：1、热力学第一定律的形式若何，符号法则怎样？2、什么是第一类永动机？热力学第一定律和能量守恒定律具有相同的实质，表征的是能量转移或转化过程中总量不变。
既然能量只是在不停地转移或转化，而不会消失，我们为什么还在面临能源危机，还在不停地呼吁节约能源呢？我们今天来探讨一下这个问题——一、某些热学过程的方向性人们认识问题，总是先有素材，再有思索，然后才有理论的总结与上升。
我们先看这样的事实：根据初中学过的物理常识，我们知道热传导会在两个有温差的物体间产生，会自发的从高温物体传至低温物体，那么，热传导会不会从低温物体传至高温物体呢？不会。
我们把这种现象称之为——热传导的方向性在看另一个事实：表述教材P85图11-12的物理情形…（人们也做过理论上的预测：扩散既然是分子无规则运动引起，那么，原来A容器中的气体分子恰好全部回到A容器是可能的，只是这种几率非常非常小，以至于在现实中还从来没有发生过）这说明——扩散现象有方向性事实三：有初速度的物体，在水平面上运动，总要停下来，因为摩擦生热，机械能转化成了内能；但是，由于内能的增量一部分转移到物体和地面，另一部分转移到了空中（通常称之为耗散），我们要把这部分内能收集起来，然后通过某种机器或装置让它转化成物体重新运动的机械能，这可能吗？答案必然是否定的。
甚至人们还尝试过，即便能够把这部分内能完全收集（不散失），要使它完全转化成机械能，也是绝对不可能的。
所以，我们说，涉及到热现象的——能量转化有方向性怎样表征这种热学过程的方向性呢？——二、热力学第二定律在介绍热力学第二定律之前，先介绍相关概念——热机：将内能转化成机械能的装置。
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.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。
高中物理《热力学第二定律》教案2新人教版选修3-3
高中物理《热力学第二定律》教案2新人教版选修3-3第一篇：高中物理《热力学第二定律》教案2 新人教版选修3-3 六热力学第二定律【教学目标】1、了解热传导过程的方向。
2、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。
3、了解热力学第二定律的两种不同的表述以及这两种表述的物理实质。
4、指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力【重点、难点分析】1、热力学第二定律表述的物理实质2、自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性【课时安排】一课时【课前准备】一盆凉水，准备一个酒精灯和一个铁块，铁钳【教学设计】引入新课我们在初中学过，当物体温度升高时，就要吸收热量；当物体温度降低时，就要放出热量。
而且热量公式Q = cm△t，这里有一个有趣的问题：地球上有大量的海水,它的总质量约为1.4×10t , 如果这些海水的温度降低0.1C,将要放出多少焦耳的热量?海水的比热容为C=4.2×10J/(kg·℃)。
下面请大家计算一下。
学生计算：Q = 4.2×10×1.4×10×10×0.1 = 5.8×10J 这相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量。
为什么人们不去研究这“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，这就是本节要讨论的热力学第二定律。
【板书】第六节热力学第二定律【板书】一、热传导的方向性教师实验，点燃酒精灯，用钳夹住事先准备好的铁块，在火焰上灼烧一段时间后，问学生现在用手摸会出现什么现象？下面把灼热的铁块放入冷水中，过一段时间，拿出铁块现在你们敢用手摸吗？通过这个实验说明什么问题？学生思考，教师给予启发学生答：热量从温度高的物体自发地传给温度低的物体再让学生列举一些这样的例子例如：雪花落在手上就融化，挨着火炉就温暖等等318323318o用心爱心专心 1 教师反问学生：大家是否想过热量为什么不会自发地从低温物体传给高温物体，使低温物体的温度越来越低，高温物体的温度越来越高。
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将大学知识移植到中学课程中，是一种尝试。
“多普乐效应” 是本期的第一堂，今天是第二堂。
对这类课，大纲要求学习的目的不是定量的计算，而是定性观念的建立。
它特点是：可考查的东西少，真正地理解其思想精髓又有相当的难度。
我们面对这样的课，既有轻松的理由，也有“紧张”的必要。
§11~6 热力学第二定律
【教学目的】
1、了解某些热学过程的方向性
2、了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成
3、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
4、知道什么是能量耗散
5、知道什么是热力学第三定律
【教学重点】
1、热力学第二定律的实质，定律的两种不同表述
2、知道什么是第二类永动机，以及它不能制成的原因
【教学难点】
热力学第二定律的物理实质
【教具】
扩散装置
【教学过程】
O、引入
学生答问：1、热力学第一定律的形式若何，符号法则怎样？
2、什么是第一类永动机？
热力学第一定律和能量守恒定律具有相同的实质，表征的是能量转移或转化过程中总量不变。
既然能量只是在不停地转移或转化，而不会消失，我们为什么还在面临能源危机，还在不停地呼吁节约能源呢？我们今天来探讨一下这个问题——
一、某些热学过程的方向性
人们认识问题，总是先有素材，再有思索，然后才有理论的总结与上升。
我们先看这样的事实：
根据初中学过的物理常识，我们知道热传导会在两个有温差的物体间产生，会自发的从高温物体传至低温物体，那么，热传导会不会从低温物体传至高温物体呢？不会。
我们把这种现象称之为——
热传导的方向性
在看另一个事实：表述教材P85图11-12的物理情形…（人们也做过理论上的预测：扩散既然是分子无规则运动引起，那么，原来 A 容器中的气体分子恰好全部回到A容器是可能的，只是这种几率非常非常小，以至于在现实中还从来没有发生过）这说明——扩散现象有方向性
事实三：有初速度的物体，在水平面上运动，总要停下来，因为摩擦生热，机械能转化成了内能；但是，由于内能的增量一部分转移到物体和地面，另一部分转移到了空中（通常称之为耗散），我们要把这部分内能收集起来，然后通过某种机器或装置让它转化成物体重新运动的机械能，这可能吗？答案必然是否定的。
甚至人们还尝试过，即便能够把这部分内能完全收集（不散失），要使它完全转化成机械能，也是绝对不可能的。
所以，我们说，涉及到热现象的——
能量转化有方向性
怎样表征这种热学过程的方向性呢？——
二、热力学第二定律
在介绍热力学第二定律之前，先介绍相关概念——
热机：将内能转化成机械能的装置。
它们的主要工作原理都是利用高温高压的
气体或蒸汽膨胀做功。
如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机和喷气发动机等。
内能的来源有燃料燃烧所放出的内能、地热以及原子能（转化）、太阳能（转化）等。
热机的组成必须具备三个组成部分。
其一是发热器，它是使燃料所释放出的能量转变为工作物质（简称工质）内能的装置；其二是工作部分，它是使工质消耗内能来做机械功的装置；其三是冷凝
器，这部分是容纳工作部分排出的废工质的装置。
热机工作时，工质从发热器得到的热量，只有一部分转变为机械功，其余部分都传给了冷凝器。
由于内能往机械能的转化不会自发的进行，所以热机事实上人为造就的、一种逆自然过程的能量转化装置。
科学家们对热机的工作进行了定量的研究，令工质从发热器得到的热量为Q, 最后被冷凝器带走的热量为Q2 （最终耗散到大气、循环水中），转变成机械功的只是W = Q—Q2。
可不可以不设置冷凝器（不带走Q）,令Q = W呢（物理语言叫热机的效率n = W= 100%）?科学家们经过了种种努力，发现这是不可能的。
Q i
也就是说：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来作功，而不引起其它变化。
这就是热力学第二定律。
对热机的定量研究事实映射出这样的信息：要将自发的热学过程人为地逆转，虽然是可能的，但必须付出代价（也就是所谓的“其它变化”一一手段的代价、能量的代价）。
所以，我们也可以把热学过程的方向性就看成是是热力学第二定律的的一种体现。
于是，热力学第二定律的一种更朴实的表述是：
不可能使热量从低温物体传至高温物体，而引起其它变化。
我们通常把这种表述方式称为克劳修斯表述。
与之对应的，先前的一种表述被称为开尔文表述。
毫无疑问，这是为了纪念这两位科学家在该领域研究的突出贡献与成就。
关于克劳修斯表述，我们可以通过这样一个事实理解：通过人为的努力，电冰箱和空调实现了热量从低温物体往高温物体的传递，但是，我们付出了手段方面的代价：购置冰箱的经济代价、能量方面的代价（持续地缴纳电费），甚至付出了环境方面的代价——定量研究表明，冰箱释放给环境的热量必然要多于从冷藏室吸收热量——和空调一样，它能使环境升温，是一种“损人利己”的发明（这就是所谓的“其它变化”）。
关于开尔文表述，一个反面的素材是：要制成效率为100%的热机是不可能的。
人们也把效率为100%的热机称为第二类永动机。
前面我们已经知道，第一类永动机违背的是热力学第一定律。
那么，与之对应的，第二类永动机则是违背了热力学第二定律。
（* 热力学第二定律所展示的热学过程的方向性，在大学里面有一种定量的描述：那就
是热学过程总是往熵H 增大的方向发展，熵H 的物理定义，我们这里不便介绍，一个通俗理解是：熵是事物发展的混乱程度。
）
除了在物理学方面具有重要意义之外，目前人们已经发现，热力学第二定律在社会学、哲学方面的正确性，十年前，就有一本美国人的书给我的印象特别深，叫做《熵，一种新的世界观》，它用热力学第二定律论证全球化经济和社会问题，得到了人们广泛的认同。
下面我们介绍其它的相关知识——
三、热力学第三定律及其它
前面已经介绍了：绝对零度不可达到，我们把它成为热力学第三定律。
有第一、第二、第三定律，其实还有第零定律… 在热学过程中，有一些能量被环境吸收，无法继续回收，我们成为能量的耗散关于能量耗散现象、结合热学过程的方向性，怎样解释能源与环境的问题，会在下一节详细介绍。
四、小结
本节我们知道了热学过程的方向性，并知道了由此总结出来的热力学第二定律，最后介绍了一些相关概念。
热力学第二定律有两种表述，它们都是等效的，定律的实质怎样、精髓何在，需要仔细领会。
希望大家在课外尽可能的寻求相关的现实素材，定性地照应、理解这一定律。
五、作业布置
阅读教材；
教材P87 第（2）（3）上作业本；
《优化设计》P67 “同步练习”部分，做在书上。
【板书设计】
注意“教学过程”的灰色部分，即是板书计划。
【教后感】
还行，充分的准备可以弥补经验上的空白。
上这种课有些紧张，觉得不好驾御。
节奏、流程、兴奋点都要自己去找。
本堂课做了很大的“改造工程” ，和教材已经有很大的不同。
个人觉得这种改造是成功的。