高中物理 10.4 热力学第二定律学案 新人教版选修3-3

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1、第4节热力学第二定律学案一、预习目标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。二、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

2、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。其原理是热机从热源吸收热量Q1，推动活塞做功W，然后向冷凝器释放热量Q2。由能量守恒定律可得：Q1=W+Q2我们把热机做的功和它从热源吸收的热量的比值叫做热机效率，用η表示，即η=5.第二类永动机①.设想：②.第二类永动机不可能制成，表示尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化；机械能和内能的

3、转化过程具有。三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标 　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；二、学习过程1.可逆与不可逆过程2.热力学第二定律的两种表述3.热机例下列所述过程是可逆的，还是不可逆的？A.气缸与活塞的组合内装有气体，当活塞上没有外加压力，活塞与气缸间没有摩擦，气体缓慢地膨胀时；B.上述装置，当活塞上没有外加压力，活塞与气缸上摩擦很大，使气体缓慢地膨胀时；C.上述装置，没有摩擦，但调整外加压力，使气体能缓慢地膨胀时；D.在一绝热容器内盛有液体，不停地搅动它，使它温度升高；E.在一传热容器内盛有液

4、体，容器放在一恒温的大水池内，液体不停地搅动，可保持温度不变；F.在一绝热容器内，不同温度的液体进行混合；G.在一绝热容器内，不同温度的氦气进行混合；解析：A.发生自由膨胀，则是不可逆的；B.有摩擦发生，也是不可逆的；C.是准静态无摩擦的膨胀，则为可逆过程。D.这是做功变为热的过程，一定不可逆。E.此过程中既有“功变热”又有“热传导”，也是不可逆过程。F.液体的扩散是不可逆过程。G.有一定温度差的热传导是不可逆过程。友情提示：注意分析可逆与不可逆满足的条件。三、反思总结四、当堂检测1.下列关于能量转化的说法中，正确的是（）A.机械能可以转化为内能，但内能不能转

5、化为机械能B.机械能可以转化为内能，内能也能转化为机械能C.机械能不可以转化为内能，但内能可以转化为机械能D.机械能可以转化为内能，但内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化2.关于第二类永动机，下列说法正确的是（）A.它既不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律B.它既违反了热力学第一定律，也违反了热力学第二定律C.它不违反热力学第一定律，只违反热力学第二定律D.它只违反热力学第一定律，不违反热力学第二定律3.下列关于热机的说法中，正确的是（）A.热机是把内能转化成机械能的装置B热机是把机械能转化为内能的装置.C.只要对内燃机不断进行革新，它可以把气

6、体的内能全部转化为机械能D.即使没有漏气，也没有摩擦等能量损失，内燃机也不能把内能全部转化为机械能4.下列说法中正确的是（）A.一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B.一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实现的C.由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D.一切物理过程都不可能自发地进行5.第二类永动机不可能制造出来的原因是因其工作原理违背（）A.热力学第一定律B.能的转化与守恒定律C.热力学第二定律D.上述三个定律6.热量会自发地从物体传到物体，而不能自发地从物体传到物体，这就是热传导的性。7.设想有这样一种热机，它没有冷凝器，只有第一热源，它

7、从第一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其它变化，设想中的这种热机叫，它制成（填“能”或“不能”）多维链接1.自然界中，所有的宏观自发过程都具有单向性在整个自然界中，无论有生命的或无生命的，所有的宏观自发过程都具有单向性，都有一定的方向性，都是一种不可逆过程。如河水向下流，重物向下落，山岳被侵蚀，房屋衰朽倒塌，人的一生从婴儿到老年到死亡等等。2.电冰箱与空调是让“热”由低温环境传递到高温环境。这是不是自发进行的？说明理由。课后练习与提高1.下列关于能量转化的说法中，正确的是（）A.机械能可以转化为内能，但内能不能转化为机械能B.机械能可以转化为内能，内能也能

8、转化为机械能C.机械能不可以转化为内能