《熱力學第二定律》教學設計教學目標：1.了解熱傳導過程的方向性。2.了解熱力學第二定律的兩種不同表述，以及這兩種表述的物理實質。3.了解什么是第二類永動機。4.理解第二類永動機不可能制成。教學重點：熱力學第二定律的微觀意義。教學難點：對熵和熵增加原理的理解。教學過程：誘思導學1.可逆與不可逆過程（1）熱傳導的方向性熱傳導的過程可以自發地由高溫物體向低溫物體進行，但相反方向卻不能自發地進行，即熱傳導具有方向性，是一個不可逆過程。熱量Q能自發傳給低溫物體高溫物體熱量Q不能自發傳給(2).說明：①“自發地”過程就是在不受外來干擾的條件下進行的自然過程。②熱量可以自發地從高溫物體傳向低溫物體，熱量卻不能自發地從低溫物體傳向高溫物體。③要將熱量從低溫物體傳向高溫物體，必須有“外界的影響或幫助”，就是要由外界對其做功才能完成。電冰箱、空調就是例子。2.熱力學第二定律的兩種表述①.克勞修斯表述：熱量不能自發地從低溫物體傳遞到高溫物體。②.開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產生其他影響。3.熱機熱機是把內能轉化為機械能的裝置。其原理是熱機從熱源吸收熱量Q1，推動活塞做功W，然后向冷凝器釋放熱量Q2。由能量守恒定律可得：Q1=W+Q2我們把熱機做的功和它從熱源吸收的熱量的比值叫做熱機效率，用η表示，即η=4.第二類永動機①.設想：只從單一熱源吸收熱量，使之完全變為有用的功而不引起其他變化的熱機。②.第二類永動機不可能制成，表示盡管機械能可以全部轉化為內能，但內能卻不能全部轉化成機械能而不引起其他變化；機械能和內能的轉化過程具有方向性。典例探究例1下列所述過程是可逆的，還是不可逆的？A.氣缸與活塞的組合內裝有氣體，當活塞上沒有外加壓力，活塞與氣缸間沒有摩擦，氣體緩慢地膨脹時；B.上述裝置，當活塞上沒有外加壓力，活塞與氣缸上摩擦很大，使氣體緩慢地膨脹時；C.上述裝置，沒有摩擦，但調整外加壓力，使氣體能緩慢地膨脹時；D.在一絕熱容器內盛有液體，不停地攪動它，使它溫度升高；E.在一傳熱容器內盛有液體，容器放在一恒溫的大水池內，液體不停地攪動，可保持溫度不變；F.在一絕熱容器內，不同溫度的液體進行混合；G.在一絕熱容器內，不同溫度的氦氣進行混合；解析：A.發生自由膨脹，則是不可逆的；B.有摩擦發生，也是不可逆的；C.是準靜態無摩擦的膨脹，則為可逆過程。D.這是做功變為熱的過程，一定不可逆。E.此過程中既有“功變熱”又有“熱傳導”，也是不可逆過程。F.液體的擴散是不可逆過程。G.有一定溫度差的熱傳導是不可逆過程。友情提示：注意分析可逆與不可逆滿足的條件。例2一種冷暖兩用型空調，銘牌標注：輸入功率1kW，制冷能力×104kJ/h，制熱能力×104kJ/h。這樣，該空調在制熱時，每消耗1J電能，將放出3J多熱量。是指標錯誤還是能量不守恒？解析：都不是。空調制冷、制熱靠壓縮機做功，從室內（室外）吸收熱量放到室外(室內)。在制熱時，放出的熱量等于消耗的電能與從室外吸收的熱量之和，完全可以大于電能消耗。這既不違背熱力學第一定律，也不違背熱力學第二定律。友情提示：本題注重考查對熱力學第一定律，熱力學第二定律的理解。課后問題與練習點擊1.解：汽油燃燒時釋放的化學能有的由于漏氣而散失；有的使汽車的機體溫度上升，然后又通過機體散失了；轉化為機械能的那部分還要用于克服機械摩擦轉化為內能。2.解答：A、B不能發生；C、D能發生。C不違背熱力學第二定律，D違背熱力學第二定律。3.解：他還要知道水的比熱c，水的密度ρ，煤氣的燃燒值q,煤氣的密度ρ’，c表示比熱，單位是J/kg·℃；ρ表示水的密度，單位是kg/m3；V表示水