20xx-20xx學(xué)年物理人教版選修3-3教案：104-熱力學(xué)第二定律-2-【含答案】-資料下載頁(yè)
2025-04-05 05:33本頁(yè)面
【正文】 功熱轉(zhuǎn)化過(guò)程的分析，得到了熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述。這兩種表述的共同點(diǎn)是什么？ 生：都指明了物理進(jìn)程的一種方向性?！ 煟翰诲e(cuò)，熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)就是指明了自發(fā)的宏觀熱現(xiàn)象具有方向性。任何一類宏觀自然過(guò)程進(jìn)行方向的說(shuō)明可以作為熱力學(xué)第二定律的表述。請(qǐng)觀察擴(kuò)散現(xiàn)象、氣體向真空擴(kuò)散的過(guò)程（展示幻燈片）。大家能否結(jié)合這些現(xiàn)象給出熱力學(xué)第二定律的其他表述呢？ 生1：熱力學(xué)第二定律也可表述為：擴(kuò)散過(guò)程是不可逆的。 生2：熱力學(xué)第二定律也可表述為：氣體向真空中自由膨脹的過(guò)程是不可逆的。 師：這些說(shuō)法都不錯(cuò)，當(dāng)然還有其他不同的表述，所有的這些表述都是等價(jià)的。請(qǐng)同學(xué)們課后相互討論交流。 六、回顧與思考 師：現(xiàn)在讓我們來(lái)回顧一開始提出的設(shè)想：能否利用海水降溫的方法獲取有用功？ 生1：不行，該過(guò)程盡管不違背能量守恒定律，但卻違背了熱力學(xué)第二定律?！ 煟哼`背了熱力學(xué)第二定律中的哪種表述？ 生2：違背了開爾文表述。即不可能從海水這單一熱源吸收熱量，使之變?yōu)橛杏霉Γ划a(chǎn)生其他影響?！ 煟翰诲e(cuò)。但是在沒(méi)有發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)第二定律之前，有許多科學(xué)家就試圖制造諸如此類的機(jī)器，這稱之為第二類永動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)在看來(lái)，第二類永動(dòng)機(jī)也不可能實(shí)現(xiàn)。開爾文表述是從功能關(guān)系來(lái)表述的，因此開爾文表述也可說(shuō)成：第二類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)?？梢?jiàn)我們不僅要受制于能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律，還要受到能量轉(zhuǎn)化方向的制約。也可以說(shuō)熱力學(xué)第一定律指明了我們所擁有的“資本”總量；熱力學(xué)第二定律則規(guī)定了我們“資本”運(yùn)營(yíng)的方式和方法?！ ≌n后請(qǐng)同學(xué)們?cè)倮脽崃W(xué)定律說(shuō)明開始的五個(gè)視頻的逆過(guò)程為什么不能完成，并完成教材后的問(wèn)題與練習(xí)題?！ 景鍟O(shè)計(jì)】 第十章第五節(jié) 熱力學(xué)第二定律 【教學(xué)反思】 與熱力學(xué)第一定律不同的是，熱力學(xué)第二定律與日常的生活、學(xué)習(xí)較遠(yuǎn)，并且熱力學(xué)第二定律的兩種表述實(shí)質(zhì)上是通過(guò)大量實(shí)例歸納出來(lái)的，因此教學(xué)過(guò)程中利用好學(xué)生熟悉的熱學(xué)現(xiàn)象和曾經(jīng)接觸過(guò)的物理模型就非常重要。而課堂中學(xué)生積極主動(dòng)地發(fā)表個(gè)人的看法，不管是對(duì)的，還是錯(cuò)的，都對(duì)本課達(dá)成教學(xué)目標(biāo)起到的推進(jìn)作用。教學(xué)中利用流程圖形象地將能量轉(zhuǎn)化與守恒的特征與轉(zhuǎn)化的方向性特征并重地表示出來(lái)，并從多角度描述熱力學(xué)第二定律，有效地幫助學(xué)生建構(gòu)了比較完整的宏觀熱學(xué)規(guī)律體系。 8
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