【正文】 由于空氣污染嚴(yán)重，空氣中的懸浮顆粒遭遇冷空氣，透過陽光的照射便形成了如此燦爛的“晚霞”。 透過現(xiàn)象看本質(zhì) 四、小結(jié) 什么是能源，人類與能源的關(guān)系； 常規(guī)能源與新能源的前景； 人類不能打破與環(huán)境的和諧，如果破壞環(huán)境等于摧毀自己的生存家園。 三、 能源利用所帶來的危害 煤、石油等常規(guī)能源的利用帶來： 在新的能源中，環(huán)境問題是不是徹底解決了呢？從前面介紹的 1～ 6種能源中， 人們確實(shí)充分考慮了這個(gè)問題，理論上是不會(huì)有環(huán)境問題的。 煤炭資源保有儲(chǔ)量 億噸，探明儲(chǔ)量約占全國總儲(chǔ)量的 %。 遺憾：核反應(yīng)過程中的射線輻射及產(chǎn)生的廢料具有高度危害性 投資成本太大 較易引發(fā)政治紛爭 思考與討論： 我們生活的家鄉(xiāng)－－四川，主要利用什 么常規(guī)能源？ 有哪些新能源能夠利用？ 四川省能源以水能 、 煤炭和天然氣為主 。在軍事上鈾主要用來制造核武器和核動(dòng)力燃料。我國的地?zé)豳Y源也很豐富， 但開發(fā)利用程度很低。將這些廢棄物收集起來，經(jīng)過細(xì)菌發(fā)酵可以產(chǎn)生 沼氣，用沼氣做燃料和照明，也可以發(fā)電。 風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)是：總能量巨大，利用簡單、無污染、可再生。法國已經(jīng)建成了世界上第一座溫差發(fā)電站，發(fā)電容量為 14,000kW。目前世界上水力發(fā)電還處于起步階段。許多電子計(jì)算器和其他小型電子儀器現(xiàn)在已經(jīng)采用太陽能電池供電，人造衛(wèi)星和宇宙飛船更是主要依靠太陽能電池來提供電力。我們目前的利用方式主要是兩種 一是將陽光聚焦，將光能轉(zhuǎn)化為熱能。 上是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程。 ? 有效能量告罄時(shí)，是“熱寂” ──死寂的熱平衡狀態(tài)。熵本身既不是好事，也不是壞事；它意味著腐敗和混亂，但它同時(shí)也意味著生命本身的展開 ──不論是有機(jī)的，還是無機(jī)的生命。 1）適用于宏觀過程 對(duì)微觀過程不適用， 2）孤立系統(tǒng)有限范圍 。 熱力學(xué)第二定律的 統(tǒng)計(jì)表述 ：孤立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程總是從包含微觀態(tài)數(shù)少的宏觀態(tài)向包含微觀態(tài)數(shù)多的宏觀態(tài)過渡，從熱力學(xué)幾率小的狀態(tài)向熱力學(xué)幾率大的狀態(tài)過渡。 對(duì)于 1023個(gè)分子組成的宏觀系統(tǒng)來說，均勻分布這種宏觀態(tài)的熱力學(xué)幾率與各種可能的宏觀態(tài)的熱力學(xué)幾率的總和相比，此比值幾乎或?qū)嶋H上為 100%。記為 ? 。 統(tǒng)計(jì)物理基本假定 — 等幾率原理：對(duì)于孤立系，各種微觀態(tài)出現(xiàn)的可能性（或幾率）是相等的。 一種宏觀態(tài)對(duì)應(yīng)若干種微觀態(tài)。這就是宏觀過程的不可逆性在微觀上的統(tǒng)計(jì)解釋。此數(shù)值極小，意味著此事件永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生。 一個(gè)被隔板分為 A、 B相等兩部分的容器，裝有 4個(gè)涂以不同顏色分子。 熱力學(xué)第二定律的 微觀意義 ： 一切自然過程總是沿著無序性增大的方向進(jìn)行。 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)在于指出： 一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過程都是不可逆的。 可逆過程是理想化的過程。 2）準(zhǔn)靜態(tài)過程（無限緩慢） +無摩擦的過程是可逆過程。 可逆?zhèn)鳠岬臈l件是：系統(tǒng)和外界溫差無限小，即等溫?zé)醾鲗?dǎo)。 經(jīng)驗(yàn)和事實(shí)表明，自然界中真實(shí)存在的過程都是按一定方向進(jìn)行的，都是不可逆的。最后達(dá)到平衡態(tài)。 無摩擦和阻力的單擺運(yùn)動(dòng)是一個(gè)可逆過程。 熱力學(xué)過程是有方向性的。 如果借助制冷機(jī)，當(dāng)然可以把熱量由低溫傳遞到高溫，但要以外界作功為代價(jià)，也就是引起了其它變化。 熱全部變?yōu)楣Φ倪^程也是有的，如，理想氣體等溫膨脹。 二、熱力學(xué)第二定律 – 不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變成有用的功而不產(chǎn)生其他影響。 凡符合熱一律的過程 即符合能量守恒的過程是否都能實(shí)現(xiàn)呢？ 實(shí)驗(yàn)表明， 自然界中一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是有方向性的。為了獲得這些信息，要不要消耗能量？如果需要，則容器、氣體、隔板、妖精作為封閉系統(tǒng)，為得到所要信息所需的能量，將不大于因利用這一信息而消耗的能量，并沒有違反熱力學(xué)第二定律。把這個(gè)容器用一道隔板分為 A ， B兩部分，并在隔板上安裝一個(gè)閥門，當(dāng)閥門打開時(shí)單個(gè)氣體分子可以從容器的一部分經(jīng)過閥門進(jìn)入另一部分去。 ? 。 ? ?為什么第二類永動(dòng)機(jī)不可能造成 ? ? 答： 能夠從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化的熱機(jī)稱為第二類永動(dòng)機(jī)。所以不可能制成，選項(xiàng) D正確． ? [例 3]試對(duì)熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律做一簡單的評(píng)析 ? [解析 ]熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是構(gòu)成熱力學(xué)知識(shí)的理論基礎(chǔ)，前者對(duì)自然過程沒有任何限制，只指出在任何熱力學(xué)過程中能量不會(huì)有任何增加或損失，反映的是物體內(nèi)能的變化與熱量、做功的定量關(guān)系；后者則是解決哪些過程可以自發(fā)地發(fā)生，哪些過程必須借助于外界條件才能進(jìn)行。 熱機(jī) ③ 效率： 由能量守恒定律知道 Q1 = W +Q2 熱機(jī)的效率 1QW??內(nèi)燃機(jī) ② 原理：燃料燃燒產(chǎn)生熱量 Q1（高溫?zé)嵩矗? 推動(dòng)活塞對(duì)外做功 W 排出廢氣向外界（低溫?zé)嵩矗┓艧? Q2 高溫?zé)釒? 低溫?zé)釒? Q1 Q2 對(duì)外做功 熱機(jī) W 熱機(jī)的效率小于 100%，就不可能把從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為機(jī)械能，總有一部分熱量散發(fā)到冷凝器中。 ? 1．實(shí)例：熱量會(huì)自動(dòng)地從高溫物體傳給低溫度物體。 ? 有方向性。 ? 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 ? 通過學(xué)習(xí)熱力學(xué)第二定律，可以使學(xué)生明白熱機(jī)的效率不會(huì)達(dá)到 100%，我們只能想辦法盡量提高熱機(jī)的效率，但不能渴求達(dá)到 100%。 ? ，以及這兩種表述的物理實(shí)質(zhì)。 問：①是氣體對(duì)外界做了功，還是外界對(duì)氣體做了功？做了多少焦耳的功？ 解：①根據(jù) ΔU = W + Q 得 W = ΔU － Q = 105J － 105J= 105J W為正值，外界對(duì)氣體做功，做了 105J 的功。 如果沒有熱傳遞，就沒有熱量可言，但此時(shí)仍有內(nèi)能 下列說法中正確的是 : A、做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種不同的物理過程 B、做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，因此對(duì)物體做功就是對(duì)物體傳熱 C、熱量是在熱傳遞中，從一個(gè)物體向另一個(gè)物體或物體一部分向另一部分轉(zhuǎn)移的內(nèi)能的多少 D、高溫的物體具有熱量多，低溫的物體具有熱量少 E、冷和熱的物體混合時(shí)，熱的物體把溫度傳給冷的物體，最后溫度相同 （ A， C） 關(guān)于物體內(nèi)能，下列說法中正確的是 : A、手感到冷時(shí)，搓搓手就會(huì)感到暖些，這是利用做功來改變物體內(nèi)能 B、將物體舉高或使它們的速度增大，是利用作功來使物體內(nèi)能增大 C、陽光照曬衣服，衣服的溫度升高，是利用熱傳遞來改變物體內(nèi)能的 D、用打氣筒打氣，筒內(nèi)氣體變熱，是利用熱傳遞來改變物體的內(nèi)能 （ A， C） _____10Kg1000C的水蒸氣的內(nèi)能 10Kg 00C 水的內(nèi)能 _____10Kg 00C 的冰的內(nèi)能 小于 大于 對(duì)于物態(tài)發(fā)生變化的過程，由吸熱或放熱來分析物體內(nèi)能的增減是一種很簡便的判斷方法 . 分子勢能？ 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： 學(xué)習(xí)難點(diǎn) ： 能量守恒定律。與此相類似，不能講在某個(gè)時(shí)刻物體具有多少熱量應(yīng)該講在熱傳遞過程中有多少熱量從高溫物體傳遞到了低溫物體） 問：做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能有什么區(qū)別嗎？（做功是內(nèi)能和其他形式的能如機(jī)械能、電能等等發(fā)生轉(zhuǎn)化；而熱傳遞是不同物體或同一物體不同部分內(nèi)能的轉(zhuǎn)移） 《 熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律 》 教學(xué)目標(biāo) ? （ 1）知道熱力學(xué)第一定律 ，理解能量守恒定律 ? （ 2）對(duì)熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式有簡單認(rèn)識(shí) ? （ 3）知道永動(dòng)機(jī)是不可能的 ?分子因熱運(yùn)動(dòng)而具有的能量 ?同溫度下各個(gè)分子的分子動(dòng)能 Ｅ K 不同 ?分子動(dòng)能的平均值僅和溫度有關(guān) 分子動(dòng)能 ?分子間因有相互作用力而具有的、由它們相對(duì)位置決定的能量 ? r＜ r0時(shí) ,r↓→ Ｅ P↑ 。 答案： C 例 2 下列關(guān)于熱量的說法，正確的是 （ ） 、功和內(nèi)能的單位相同 ，而內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量 解析： 熱量和功都是過程量，而內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量， 所以不能說溫度高的物體含有的熱量多，內(nèi)能多的 物體含有的熱量多；熱量、功和內(nèi)能的單位相同都 是焦耳。 ? 三、教具 ? 1．壓縮氣體做功，氣體內(nèi)能增加的演示實(shí)驗(yàn)： ? 圓形玻璃筒、活塞、硝化棉。 ? 3．滲透物理學(xué)方法的教育： 在分子平均動(dòng)能與溫度關(guān)系的講授中，滲透統(tǒng)計(jì)的方法。 ? （ 3）知道什么是物體的內(nèi)能，物體的內(nèi)能與哪個(gè)宏觀量有關(guān)，能區(qū)別物體的內(nèi)能和機(jī)械能。我們把這個(gè)物理量稱為系統(tǒng)的 內(nèi)能 —— U △ U＝ U2－ U1 △ U＝ W （ ） A 分子的動(dòng)能與分子的勢能的和叫做這個(gè)分子的內(nèi)能 B 物體的分子勢能由物體的溫度和體積決定 C 物體的速度增大時(shí)，物體的內(nèi)能增大 D 物體的內(nèi)能減小時(shí)，物體的溫度可能增加 D練習(xí)鞏固 ，關(guān)于物體的機(jī)械能和內(nèi)能的變化，下列判斷中正確的是（ ） A 物體的機(jī)械能和內(nèi)能都不變 B 物體的機(jī)械能減少，內(nèi)能不變 C 物體的機(jī)械能增加，內(nèi)能增加 D 物體的機(jī)械能減少，內(nèi)能增加 D 如圖所示 ,絕熱具有一定質(zhì)量的活塞 ,活塞的上部封閉著氣體 ,下部為真空 ,活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì) ,置于真空中的輕彈簧的一端固定于理想氣體容器的底部 .另一端固定在活塞上 ,彈簧被壓縮后用繩扎緊 ,此時(shí)彈簧的彈性勢能為 EP(彈簧處于自然長度時(shí)的彈性勢能為零 ),現(xiàn)繩突然斷開 ,彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng) ,經(jīng)過多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止 ,氣體達(dá)到平衡態(tài) ,經(jīng)過此過程 （ ） A． E