0.4热力学第二定律学案（新人教选修3-3）

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、复习提问热力学第一定律的内容是什么？第一类永动机为什么没有制成？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：“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。热量可以 从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从 物体传向 物体。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.克劳修斯表述： ；.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，用表示，即= 5.第二类永动机.设想： .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”）当堂检测答案：1、BD 2、C 3、AD 4、AC 5、C 6、高温 低温 低温 高温 方向性7、第二类永动机 不能课后练习与提高答案1.解析：由能的转化和守恒定律及能量守恒定律知各种形式的能量之间可以相互转化，但是内能在转化为机械能的过程中，由于内能的各种耗散，内能不会完全转化为机械能。故B、D正确。答案：B D2.解析：第二类永动机仍然遵循能量守恒定律，所以不违反热力学第一定律，但能量的转化和转移具有一定的方向性，它违反了热力学第二定律。故选C。答案：C3.解析：由热机的定义我们易判断A正确；内燃机在工作时内能的损失有多种途径，所以内燃机不可能把气体的内能全部转化为机械能，