新課標(biāo)人教a高中物理選修3-3教案105熱力學(xué)第二定律的微觀解釋-文庫吧資料
2024-10-13 21:30本頁面
【正文】 內(nèi)能的裝置；其二是工作部分，它是使工質(zhì)消耗內(nèi)能來做機(jī)械功的裝置；其三是冷凝器，這部分是容納工作部分排出的廢工質(zhì)的裝置。內(nèi)能的來源有燃料燃燒所放出的內(nèi)能、地?zé)嵋约霸幽埽ㄞD(zhuǎn)化）、太陽能（轉(zhuǎn)化）等。它們的主要工作原理都是利用高溫高壓的氣體或蒸汽膨脹做功。甚至人們還嘗試過，即便能夠把這部分內(nèi)能完全收集（不散失），要使它完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，也是絕對不可能的。既然能量只是在不停地轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化，而不會(huì)消失，我們?yōu)槭裁催€在面臨能源危機(jī)，還在不停地呼吁節(jié)約能源呢？我們今天來探討一下這個(gè)問題——一、某些熱學(xué)過程的方向性根據(jù)初中學(xué)過的物理常識，我們知道熱傳導(dǎo)會(huì)在兩個(gè)有溫差的物體間產(chǎn)生，會(huì)自發(fā)的從高溫物體傳至低溫物體，那么，熱傳導(dǎo)會(huì)不會(huì)從低溫物體傳至高溫物體呢？不會(huì)。這樣，該空調(diào)在制熱時(shí)，每消耗1J電能，將放出3J多熱量，是指標(biāo)注錯(cuò)誤還是能量不守恒呢？ 4用心 愛心 專心 4第四篇：高中物理《熱力學(xué)第二定律》教案4 新人教版選修33課題：167。（自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性）五、結(jié)：（學(xué)生進(jìn)行總結(jié)）【隨堂練習(xí)】熱力學(xué)第二定律使人們認(rèn)識到，自然界中進(jìn)行的涉及 現(xiàn)象的宏觀過程都具有 性，例如機(jī)械能可以 轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能 全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，而不引起用心 愛心 專心 3 其他變化。（開爾文表述）（機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化具有方向性）這兩種表述是等價(jià)的，可以從一種表述導(dǎo)出另一種表述，所以他們都稱為熱力學(xué)第二定律。(克勞修斯表述)（按照熱傳遞的方向性來表述的）表述二：不可能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。為什么第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成呢？ 因?yàn)闄C(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性。通過對以上知識的學(xué)習(xí)你有什么體會(huì)？（按客觀規(guī)律辦事，科學(xué)實(shí)踐要有正確的理論指導(dǎo)）【板書】四、第二類永動(dòng)機(jī)什么是第二類永動(dòng)機(jī)呢？能從單一熱源吸收熱量，然后全部用來做功，而不引起其他變化的機(jī)器，稱為第二類永動(dòng)機(jī)。再舉實(shí)例，說明有些物理過程具有方向性氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象書上連通器的小實(shí)驗(yàn)（氣體向外膨脹）【板書】二、機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化 【板書】三、熱機(jī)：1熱機(jī)是一種把熱（內(nèi)）能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置？學(xué)生回憶初中所學(xué)過的內(nèi)燃機(jī)的工作過程思考：熱機(jī)是一種把什么能轉(zhuǎn)化成什么能的裝置？熱機(jī)的效率能否達(dá)到100%？然后由各小組代表回答，教師進(jìn)行思路點(diǎn)撥熱機(jī)是一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置熱機(jī)的效率不能達(dá)到100% 原因分析：以內(nèi)燃機(jī)為例，氣缸中的氣體得到燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q1，推動(dòng)活塞做工W，然后排出廢氣，同時(shí)把熱量Q2散發(fā)到大氣中，由能量守恒定律可知：Q1 = W + Q2我們把熱機(jī)做的功W和它從熱源吸收的熱量Q1的比值叫做熱機(jī)的效率，用 表示 η=W / Q1實(shí)際上熱機(jī)不能把得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，熱機(jī)必須有熱源和冷凝器，熱機(jī)工作時(shí)，總要向冷凝器散熱，不可避免的要由工作物質(zhì)帶走一部分熱量Q2，所以有： Q1W 因此，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%，汽車上的汽油機(jī)械效率只有20%～30%，蒸汽輪機(jī)的用心 愛心 專心 2 效率比較高，也只能達(dá)到60%，即使是理想熱機(jī)，沒有摩擦，也沒有漏氣等能量損失，它也不可能把吸收的熱量百分之百的轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，總要有一部分散發(fā)到冷凝器中。學(xué)生總結(jié)：熱傳導(dǎo)的方向性：兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)，熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體。一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內(nèi)部的熱量傳給外界的空氣了。學(xué)生思考討論一會(huì)后，有的同學(xué)可能產(chǎn)生疑問：電冰箱內(nèi)部的溫度比外部低，為什么致冷系統(tǒng)還能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳給外界的空氣？展示電冰箱模型給學(xué)生請同學(xué)做簡要的回答，教師進(jìn)行點(diǎn)撥?！景鍟?第六節(jié) 熱力學(xué)第二定律【板書】一、熱傳導(dǎo)的方向性教師實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)燃酒精燈，用鉗夾住事先準(zhǔn)備好的鐵塊，在火焰上灼燒一段時(shí)間后，問學(xué)生現(xiàn)在用手摸會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？下面把灼熱的鐵塊放入冷水中，過一段時(shí)間，拿出鐵塊現(xiàn)在你們敢用手摸嗎？通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明什么問題？學(xué)生思考，教師給予啟發(fā)學(xué)生答：熱量從溫度高的物體自發(fā)地傳給溫度低的物體 再讓學(xué)生列舉一些這樣的例子例如：雪花落在手上就融化，挨著火爐就溫暖等等318323318
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