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《2020_2021学年新教材高中物理第6章能源与可持续发展3珍惜大自然学案鲁科版必修320210319232.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第3节 珍惜大自然新课程标准学业质量目标1.知道能量转化是有方向性的。2.认识环境污染的危害,了解科学·技术·社会·环境协调发展的重要性,具有环境保护的意识和行为。合格性考试1.了解自然过程及能量转化具有方向性,能在实际问题中解决相关问题。2.了解熵的概念。3.了解技术与社会及环境的关系。选择性考试1.知道能量转化的方向性,综合应用所学的物理知识解决实际问题。2.理解熵的概念,知道熵在能量转化中的物理意义。3.知道科学技术对社会及环境的影响,具有保护大自然环境的责任感。必备知识·自主学习一、自然过程的方向性 冬天未安装暖气的室内,我们可以用如图所示的电暖气进
2、行取暖,那么热量是怎样传递的?能否反向进行?提示:热量从较高温度的电暖气传向温度较低的房间,这个过程不可以反向进行。1.能量转化和转移的方向性:(1)在大多数自发情况下,能量最终都转化为内能,说明能量的转化具有方向性。-14-(2)内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,而不可能自动地、不引起任何变化地从低温物体向高温物体转移。2.第二类永动机:从单一热源中吸热使之完全变成有用功而不产生其他影响。3.自然过程的方向性:自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有方向性的不可逆过程。机械能可以完全转化为内能;反过来,内能不可能自动地、并不引起任何变化地完全
3、转化为机械能。4.下列说法正确的是①④①内能可以转化为机械能。 ②能量不能创造,不能再生,能量只能进行转化和转移,但能量间的转化和转移没有方向。③热机的效率可以达到100%。④第二类永动机是做不成的。二、熵与地球家园如图所示是动画片《小猪佩奇》中整理房间的片段,从熵值的角度而言,哪幅图片的熵值大?熵值的大小代表了什么?提示:左边的图片熵值更大一些,熵值代表了无序程度,无序程度越大,熵值越大。1.熵的定义:处于不同状态的物体,分子运动的无序程度也不一样,为了描述这种差异,物理学中引入了熵。2.熵的作用:熵越高,就意味着系统越无序;熵越低,就意味着系统越有序。3
4、.能量中熵的含义:熵增加就意味着无效能量的增加,有效能量的减少。-14-(1)热传递过程具有方向性。(√)(2)热量可以自发地从内能大的物体转移到内能小的物体。(×)(3)内能可以自发地转化为机械能。(×)(4)第二类永动机违背了能量守恒定律。(×)(5)熵值越大代表着越有序。(×)(6)孤立系统的总熵可能增大,也可能减小。(×)关键能力·合作学习知识点一 自然过程的方向性1.关于方向性的理解:(1)机械能与内能转化的方向性:机械能可以全部转化为内能,但内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化。机械能转化为内能不需要特定的装置,而内能要转化为机械能却很复杂。
5、机械能内能(2)热传递的方向性:内能总是自发地从高温物体向低温物体转移,而不能自发地从低温物体向高温物体转移。高温物体低温物体2.对于“自发”的理解:(1)“自发”是指不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响,也就是指没有任何外界的影响或帮助。热量会从高温物体传向低温物体,这就是“自发”的方向。(2)机械能可以全部转化为内能,这个过程是“自发”的方向,但相反的过程不可能自发地进行而不引起任何变化。-14-3.热机的效率:任何热机都不可能把从高温热源吸收的热量全部用来对外做功,总要向低温热源放出一部分热量,因此热机的效率一定小于100%。夏天利用空
6、调可以将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外,这与自然过程的方向性存在矛盾吗?提示:不矛盾,空调制冷的过程中消耗一定的电能,并不是自发进行的,故不违背自然过程的方向性原理。【典例】(多选)关于自然过程的方向性,下列说法中正确的是( )A.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B.没有冷凝器,只有单一的热源,能将从单一热源吸收的热量全部用来做功,而不引起其他变化的热机是可以实现的C.制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中,而不引起其他变化D.不可能把热量从低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化【解析】选A、D。热力学第二定
7、律的开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不引起其他变化,A选项正确,B选项错误;热传递过程也具有方向性,热量能自发地从高温物体传到低温物体,但是热量要从低温物体传到高温物体,必然要引起其他变化(外界对系统做功),故C选项错误,D选项正确。能量转移与转化中的几点注意事项(1)自发进行的能量转移和转化都具有方向性。-14-(2)能量的转移与转化可以逆向进行,但不是自发,需要引起其他变化(外界辅助进行)。(3)热机的效率总要小于100%。1.(多选)关于热传递的方向性,下列说法正确的是( )A.热量能自发地由高温物体传给低温物体B.热量能自
8、发地由低温物体传给高温物体C.在一定条件下,热量也可
