10.4 热力学第二定律教案

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第四节热力学第二定律

一、教学目标

1、了解热传导过程的方向。

2、了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成。

3、了解热力学第二定律的两种不同的表述以及这两种表述的物理实质。

4、指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力

二、教学重点、难点

关于热力学第二定律表述的物理实质，以及自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都

具有方向性既是本节的重点，也是难点。

三、教学方法与建议

阅读法、举例法、分析归纳法

四、学情分析

本节内容主要包括两个方面：热现象的宏观过程具有方向性及热机的效率不可能

100%。对于热现象的宏观过程具有方向性，通过教师举例，学生自己举例等方式，学生都

可以理解并且接受。而对于热力学第二定律的开尔文表述，学生理解起来稍微有点困难，

教师应该通过举例结合知识点的讲解，更有助于学生理解热机的效率不可能 100%的结论。

五、新课教学

（一）引入新课

我们在初中学过，当物体温度升高时，就要吸收热量；当物体温度降低时，就要放出

热量。而且热量公式 Q = cm△t，这里有一个有趣的问题：地球上有大量的海水,它的总质

量约为 1.4×1018 t , 如果这些海水的温度降低 0.1oC,将要放出多少焦耳的热量?海水的比

热容为 C=4.2×103J/(kg·℃)。下面请大家计算一下。

学生计算：Q = 4.2×103×1.4×1018×103×0.1 = 5.8×1023J

教师：这相当于 1800 万个功率为 100 万千瓦的核电站一年的发电量。为什么人们不去研

究这“新能源”呢？原来，这样做是不可能的，这涉及物理学的一个基本定律，这就是本

节要讨论的热力学第二定律。

（二）新课讲授

1、热力学第二定律的一种表述

（1）“思考与讨论”

结合课本上的“思考与讨论”，在学生回答的过程中，让学生体会：一切与热现象有关

的宏观自然过程都是不可逆的。

再让学生列举一些这样的例子。例如：雪花落在手上就融化，挨着火炉就温暖等等。

在此基础上提出热力学第二定律的克劳修斯表述。

（2）克劳修斯表述

①内容：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

② 说明：这里所说的“自发地”，指的是没有任何外界的影响或帮助。即当两个物体

接触时，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，热量就能从一个物

体传向另一个物体。

教师反问学生：大家是否想过热量为什么不会自发地从低温物体传给高温物体，使低

温物体的温度越来越低，高温物体的温度越来越高。这里所说的“自发地”，指的是没有

任何外界的影响或帮助。学生思考讨论一会后，有的同学可能产生疑问：电冰箱内部的温

度比外部低，为什么致冷系统还能够不断地把冰箱内的热量传给外界的空气？

展示电冰箱模型给学生请同学做简要的回答，教师进行点拨。

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