一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备，高中教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃，让高中教师能够快速的解决各种教学问题。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢？下面是小编精心收集整理，为您带来的《《热力学第二定律》知识点整理》，仅供参考，欢迎大家阅读。

《热力学第二定律》知识点整理

一、热力学第二定律建立的历史过程
19世纪初，巴本、纽可门等发明的蒸汽机经过许多人特别是瓦特的重大改进，已广泛应用于工厂、矿山、交通运输，但当时人们对蒸汽机的理论研究还是非常缺乏的。热力学第二定律就是在研究如何提高热机效率问题的推动下，逐步被发现的，并用于解决与热现象有关的过程进行方向的问题。

1824年，法国陆军工程师卡诺在他发表的论文“论火的动力”中提出了著名的“卡诺定理”，找到了提高热机效率的根本途径。但卡诺在当时是采用“热质说”的错误观点来研究问题的。从1840年到1847年间，在迈尔、焦耳、亥姆霍兹等人的努力下，热力学第一定律以及更普遍的能量守恒定律建立起来了。“热动说”的正确观点也普遍为人们所接受。1848年，开尔文爵士(威廉·汤姆生)根据卡诺定理，建立了热力学温标(绝对温标)。它完全不依赖于任何特殊物质的物理特性，从理论上解决了各种经验温标不相一致的缺点。这些为热力学第二定律的建立准备了条件。

1850年，克劳修斯从“热动说”出发重新审查了卡诺的工作，考虑到热传导总是自发地将热量从高温物体传给低温物体这一事实，得出了热力学第二定律的初次表述。后来历经多次简练和修改，逐渐演变为现行物理教科书中公认的“克劳修斯表述”。与此同时，开尔文也独立地从卡诺的工作中得出了热力学第二定律的另一种表述，后来演变为更精炼的现行物理教科书中公认的“开尔文表述”。

上述对热力学第二定律的两种表述是等价的，由一种表述的正确性完全可以推导出另一种表述的正确性。

延伸阅读

热力学第二定律的微观解释

俗话说，凡事预则立，不预则废。教师要准备好教案，这是教师工作中的一部分。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来，使教师有一个简单易懂的教学思路。那么如何写好我们的教案呢？以下是小编为大家收集的“热力学第二定律的微观解释”大家不妨来参考。希望您能喜欢！

选修3-3
第十章
10.5热力学第二定律的微观解释
10.6能源和可持续发展
一、教材分析
热力学第二定律以宏观事实为基础，告诉我们热学现象和热学过程应该遵循的规律，本节要从微观的角度说明，为什么涉及热运动的宏观过程会有这样的方向性。
二、教学目标
1.了解有序和无序，宏观态和微观态的概念。
2.了解热力学第二定律的微观意义。
3.了解熵的概念，知道熵是反映系统无序程度的物理量。知道随着条件的变化，熵是变化的。
4.理解能量耗散和品质降低的概念。.理解能源的利用实际上是能量的转化和转移过程。
5.了解常规能源的使用带来的环境污染。.了解开发新能源的方法和意义。
三、教学重难点
1.了解热力学第二定律的微观意义。
2.了解熵的概念，知道熵是反映系统无序程度的物理量。
3..理解能量耗散和品质降低的概念。
四、学情分析
学生掌握了热力学第二定律，但不知道它的微观解释。本节中的概念“有序”、“无序”、“熵”不易理解。热力学第二定律的微观解释较抽象。“能源和可持续发展”内容简单，易于掌握。
五、教学方法
思考、讨论、总结发言，多媒体。
六、课前准备
预习学案阅读课本
七、课时安排1课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
（二）情景引入、展示目标
（三）合作探究、精讲点拨
1.有序和无序
有序：只要确定了某种规则，符合这个规则的就叫做有序。
无序：不符合某种确定规则的称为无序。
无序意味着各处都一样，平均、没有差别，有序则相反。
有序和无序是相对的。
2.宏观态和微观态
宏观态：符合某种规定、规则的状态，叫做热力学系统的宏观态。
微观态：在宏观状态下，符合另外的规定、规则的状态叫做这个宏观态的微观态。
系统的宏观态所对应的微观态的多少表现为宏观态无序程度的大小。如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说这个“宏观态”是比较无序的，同时也决定了宏观过程的方向性——从有序到无序。
3.热力学第二定律的微观意义
一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
4.熵和系统内能一样都是一个状态函数，仅由系统的状态决定。从分子运动论的观点来看，熵是分子热运动无序(混乱)程度的定量量度。
一个系统的熵是随着系统状态的变化而变化的。在自然过程中，系统的熵是增加的。
在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的，叫做熵增加原理。对于其它情况，系统的熵可能增加，也可能减小。
从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展。
典例探究
例：一个物体在粗糙的平面上滑动，最后停止。系统的熵如何变化？
解析：因为物体由于受到摩擦力而停止运动，其动能变为系统的内能，增加了系统分子无规则运动的程度，使得无规则运动加强，也就是系统的无序程度增加了，所以系统的熵增加。
友情提示：本题考查的是对熵增加原理的理解和应用。
1.能量耗散：系统的内能流散到周围环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用，这种现象叫做能量耗散。
2.品质降低：能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低。
能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的内能。
3.能源：能源是指能够提供可利用能量的物质，它是现代社会生活的重要物质基础。
常规能源：指已被广泛应用的能源，如煤、石油、天然气、水力等。
4.能源危机与环境污染
(1).近一百年，地球人口由16亿增加到目前的50亿，净增了2倍多，而能源消耗据统计却增加了16倍。按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持半个世纪，煤炭尚可维持一二百年。
(2).能源利用的过程也直接污染着地球环境
①温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量大量增高，导致“温室效应”，造成地面温度上升，两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海地区等不良影响。
②酸雨污染：排放到大气中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水过程中溶入雨水，使其形成酸雨，酸雨进入地表、江河，破坏土壤，影响农作物生长，使生物死亡，破坏生态平衡。同时腐蚀建筑结构、工业装备、动力和通讯设备等，还直接危害人类健康。
③臭氧层的破坏：臭氧层的存在对吸收紫外线方面起着举足轻重的作用，一旦臭氧层遭到破坏，对生物有害的紫外线会毫无遮拦地照射到地面上，会提高皮肤癌和白内障的发病率，也会影响我们的免疫系统。同时对不同生态系统中生物的生长、发育、繁殖、分布和生物地球化学循环都会造成一系列危害。
5.新能源的开发
（1）.新能源：指目前尚未被人类大规模利用而有待进一步研究、开发和利用的能源，如核能、太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等。
（2）.无穷无尽的太阳能：
九、板书设计：
热力学第二定律的微观意义：
1.有序和无序
2.热力学第二定律的微观意义：
3.熵增加原理
能源和持续发展：
1.能量耗散：
2.品质降低：
3.能源：
十、教学反思
能源和环境是社会关注的两个问题。通过本节的学习，是学生理解这两个社会问题产生的原因，使学生理解开发利用清洁能源的价值，让学生提高科学观念，提高社会责任感。

10.5热力学第二定律的微观解释
10.6能源和可持续发展学案
一、预习目标：
1.了解有序和无序，宏观态和微观态的概念。
2.了解热力学第二定律的微观意义。
3.了解熵的概念，知道随着条件的变化，熵是变化的。
4.理解能量耗散和品质降低的概念，能源的利用实际上是能量的转化和转移过程。
5.了解常规能源的使用带来的环境污染。
二、预习内容：
（一）热力学第二定律的微观解释：
1.有序和无序
有序：。
无序：。
2.热力学第二定律的微观意义：
。
3.熵和系统内能一样都是一个函数，仅由系统的状态决定。从分子运动论的观点来看，熵是分子热运动无序(混乱)程度的定量量度。
一个系统的熵是随着系统状态的变化而变化的。在自然过程中，系统的熵是增加的。
熵增加原理的内容：。
从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展。
（二）能源和持续发展：
1.能量耗散：。
2.品质降低：能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低。
能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的内能。
3.能源：能源是指能够提供可利用能量的物质，它是现代社会生活的重要物质基础。
常规能源：指已被广泛应用的能源，如煤、石油、天然气、水力等。
三、提出疑惑、

课内探究学案
一、学习目标
1.理解热力学第二定律的微观意义。了解熵的概念，知道熵是反映系统无序程度的物理量。
2.理解能量耗散和品质降低的概念。
二、学习过程
典例探究
例1一个物体在粗糙的平面上滑动，最后停止。系统的熵如何变化？
解析：因为物体由于受到摩擦力而停止运动，其动能变为系统的内能，增加了系统分子无规则运动的程度，使得无规则运动加强，也就是系统的无序程度增加了，所以系统的熵增加。
例2.某地的平均风速为5m/s，已知空气密度是1.2kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？
解析：首先可以求出在时间t内作用于风车的气流质量为m=лr2υtρ，这些气流的动能为mυ2；转变的电能为，故风车带动发电机发电的功率为
代入数据以后得P=3.4kW
友情提示：从能量守恒定律入手，注意能量转移的方向性是解答本题的关键。
例某地的平均风速为5m/s，已知空气密度是1.2kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？
解析：首先可以求出在时间t内作用于风车的气流质量为m=лr2υtρ，这些气流的动能为mυ2；转变的电能为，故风车带动发电机发电的功率为
代入数据以后得P=3.4kW
友情提示：从能量守恒定律入手，注意能量转移的方向性是解答本题的关键。
三、反思总结

四、当堂检测
1.一定质量的气体被压缩，从而放出热量，其熵怎样变化？

2.保持体积不变，将一个系统冷却，熵怎样变化？
增加
3、.能源可划为一级能源和二级能源。自然界以现成形式提供的能源称为一级能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O=2H2+O2-517.6，下列叙述正确的是（）
A.电能是二级能源B.水力是二级能源
C.天然气是一级能源D.焦炉气是一级能源
课后练习与提高
1、.下面的叙述中正确的是（）
①不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化
②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
③所谓“能源”，指的就是能够提供可利用能量的物质
④能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性
A.①②B.①②③④C.③④D.②③
2、.常规能源的利用带来很多环境问题，如煤和石油的燃烧会产生大量的二氧化碳，其主要危害是。
3、.煤在燃烧时产生的二氧化硫等物质对环境的主要危害是。

当堂检测
1、减少
2、增加
3、AC
课后练习与提高
1、B
2、产生“温室效应”
3、形成酸雨、腐蚀建筑物、酸化土壤。

第4节热力学第二定律

第4节热力学第二定律
一、教材分析
本节介绍热力学第二定律，该定律与热力学第一定律是构成热力学知识的理论基础，热力学第一定律对自然过程没有任何限制，只指出在任何热力学过程中能量不会有任何增加或损失，热力学第二定律解决哪些过程可以发生，教学时要注意讲清二者的关系。
二、教学目标
知识和技能
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；
3、形成关于宏观热现象都具有不可逆性的概念；
4、认识到热力学第一定律与热力学第二定律具有同样重要的意义。
过程和方法
分析各种热学现象的过程，归纳出现象背后的普遍规律──热力学第二定律。
情感、态度和价值观
1、体会科学发现的曲折性和必然性；
2、体会热力学第二定律对于人类实践的指导意义。
三、教学重难点
重点：热力学第二定律内容的理解。
难点：热力学第二定律的两种表述的理解。
四、学情分析
学生已经掌握了热力学第一定律，能够说出一些热现象的方向性，如热传递从高温到低温，本节要求学生更加深入的理解热现象的方向性，从现象到本质，具有一定难度。
五、教学方法
思考、讨论、总结发言，多媒体。
六、课前准备
预习学案阅读课本
七、课时安排1课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
（二）情景引入、展示目标
师：我们先从分析一组物理现象开始。请看下面的一些视频：①空气和二氧化氮气体的扩散；②烧红的铁棒浸入水中冷却；③向密闭的广口瓶中充气，将瓶塞充开；④在草坪上滚动的足球最终停下来；⑤一玻璃杯从桌子边缘摔在地面上破碎。（展示视频）
师：这些是我们眼中能看到的现象，大家能否描述一下上述现象的逆过程？并判断这些逆过程可能实现吗？注意语言表述的准确性，大家相互讨论一下。
（三）合作探究、精讲点拨
1.可逆与不可逆过程
（1）.热传导的方向性
生1：现象①的逆过程是均匀混合的空气与二氧化氮气体过一段时间变的泾渭分明：上面是空气，下面是二氧化氮。该过程不可能。
生2：现象②的逆过程是浸在水中的铁棒过一段时间后吸收水的热量变红了，而水温降低了。该过程不可能。
生3：现象③的逆过程是从瓶中冲出去的气体又自动回到瓶中，瓶中气体的压强达到了将瓶塞冲开时的压强。该过程不可能。
生4：现象④的逆过程是静止在草坪上的足球自动地吸收草地的热量转化为足球的动能，足球滚了起来。该过程不可能。
生5：现象错误！链接无效。的逆过程是碎在地面上的玻璃杯自动地变成完整的杯子，并跳回桌面。该过程不可能。
师：所有的这些现象有何共同特征？
生：都是不可逆的。
师：既然在不同的现象背后存在着一个共同特征，那么就应该存在着一个普遍的客观规律。事实上，许多科学家已经从不同的角度分别进行了归纳总结，提出了热力学第二定律。
(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热量可以自发地从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从低温物体传向高温物体。
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。
2.热力学第二定律的两种表述
①.克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
②.开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
3.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=
4.第二类永动机
①.设想：只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。
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；机械能和内能的转化过程具有方向性。

典型例题
例1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。
例2一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1kW，制冷能力1.2×104kJ/h，制热能力1.3×104kJ/h。这样，该空调在制热时，每消耗1J电能，将放出3J多热量。是指标错误还是能量不守恒？
解析：都不是。空调制冷、制热靠压缩机做功，从室内（室外）吸收热量放到室外(室内)。在制热时，放出的热量等于消耗的电能与从室外吸收的热量之和，完全可以大于电能消耗。这既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律。
友情提示：本题注重考查对热力学第一定律，热力学第二定律的理解。
（四）反思总结、当堂检测
（五）发导学案、布置作业
九、板书设计：
热力学第二定律的两种表述
①.克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
②.开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
十、教学反思
与热力学第一定律不同的是，热力学第二定律与日常的生活、学习较远，并且热力学第二定律的两种表述实质上是通过大量实例归纳出来的，因此教学过程中利用好学生熟悉的热学现象和曾经接触过的物理模型就非常重要。而课堂中学生积极主动地发表个人的看法，不管是对的，还是错的，都对本课达成教学目标起到的推进作用。教学中利用流程图形象地将能量转化与守恒的特征与转化的方向性特征并重地表示出来，并从多角度描述热力学第二定律，有效地帮助学生建构了比较完整的宏观热学规律体系。

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、BD2、C3、AD4、AC5、C6、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：BD
2.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：C
3.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，D正确。故选AD
答案：AD
4.解析：由热力学第一定律和热力学第二定律易判断AC是正确的。
答案：AC
5.解析：由第二类永动机的特点易判断C是正确的。
答案：C
6.解析：由热传导的特点来进行分析即可。
答案：高温、低温、低温、高温、方向
7.解析：本题考察的是对第二类永动机的理解。
答案：第二类永动机不能

《热力学第一定律》教案

经验告诉我们，成功是留给有准备的人。作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，帮助教师掌握上课时的教学节奏。那么怎么才能写出优秀的教案呢？下面是小编帮大家编辑的《《热力学第一定律》教案》，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

《热力学第一定律》教案

授课题目(教学章节或主题):

第二章热力学第一定律

授课类型

专业必修课

授课时间

教材分析:

本章讲述热力学第一定律,热和功的规定和计算方法,焓的定义以及反应热的计算等,属于热力学理论的基本内容之一,对于学习后边的热力学理论具有重要的意义.

教学目的与要求:

通过本章的教学使学生初步了解热力学方法及其基本特点，掌握状态、状态函数、可逆过程等基本概念，理解状态函数的性质，理解热力学第一定律并能对物理化学过程(状态变化、相变化、化学反应等)进行有关计算。

重点与难点:

热力学的基本概念，状态函数的意义及其数学特性，焓的定义和意义，可逆过程及其意义，应用热力学第一定律计算物理化学过程的△U、△H、Q和W。应用△fHm(B)、△cHm(B)计算反应热效应。盖斯定律和基尔霍夫定律应用。卡诺循环

教学内容与过程（设想、方法、手段）:

热力学的基本概念，热、功、热力学能之间的区别与联系，状态函数的意义及其数学特性，焓的定义和意义，可逆过程及其意义，应用热力学第一定律计算物理化学过程的△U、△H、Q和W，应用△fHm(B)、△cHm(B)计算反应热效应，掌握盖斯定律和基尔霍夫定律应用，卡诺循环的意义及理想气体在诸过程的热和功的计算。

思考题、讨论题、作业

1．课后全部复习题

2．作业题：2，5，6，9，`12，16，19，20，23，26，31。

参考资料(含参考书、文献等)

胡英主编，《物理化学》

天津大学主编，《物理化学》

大连理工大学主编，《物理化学》

各种习题解题辅导书

课后所列各种参考读物

高考物理基础知识要点复习热力学定律与能量守恒

一名优秀的教师就要对每一课堂负责，教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，帮助教师掌握上课时的教学节奏。教案的内容具体要怎样写呢？小编经过搜集和处理，为您提供高考物理基础知识要点复习热力学定律与能量守恒，欢迎您阅读和收藏，并分享给身边的朋友！

20xx届高三物理一轮复习全案：第3章热力学定律与能量守恒（选修3-4）
【考纲知识梳理】
一、温度、内能、热量、功的理解
二、改变内能的两种方式
1、改变物体的内能通常有两种方式：做功和热传递。
（1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但有本质的区别。
（2）做功涉及到的是内能与其它能间的转达化；而热传递则只涉及到内能在不同物体间的转移。
三、对热力学第一定律的理解
1、热力学第一定律（第一类永动机不能制成）
做功和热传递都能改变物体的内能。也就是说，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。但从能量转化和守恒的观点看又是有区别的：做功是其他能和内能之间的转化，功是内能转化的量度；而热传递是内能间的转移，热量是内能转移的量度。
（1）内容:外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔE，
（2）表达式:ΔE=Q+W这在物理学中叫做热力学第一定律。
表达式中符号法则:W为正值，表达外界对物体做功；W为负值，表示物体对外界做功；
Q为正值，表示物体从外界吸热；Q为负值，表示物体对外界放热；
ΔE为正值，表示物体内能增加；ΔE为负值，表示物体内能减少.
2、能的转化和守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭或消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，但总能量保持不变。这就是能的转化和守恒定律.
(1)能量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一，违背该定律的第一类永动机是无法实现的.
(2)物质的不同运动形式对应不同形式的能,各种形式的能在一定的条件下可以转化或转移,在转化或转移过程中,能的总量守恒.
四、对热力学第二定律的理解
1、热传导的方向性:热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行（热量会自发地从高温物体传给低温物体），但是向相反的方向却不能自发地进行。
2、机械能与内能转化的方向性:机械能可以全部转化为内能,而内能不可能全部转化为机械能而不引起其它的变化.
3、热力学第二定律
(1)表述：
①不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化（按热传导的方向性表述）。
②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（按机械能和内能转化过程的方向性表述）。或第二类永动机是不可能制成的。
(2)意义：自然界种进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性.
(3)能量耗散:自然界的能量是守恒的，但是有的能量便于利用，有些能量不便于利用。很多事例证明，我们无法把流散的内能重新收集起来加以利用。这种现象叫做能量的耗散。它从能量转化的角度反映出自然界中的宏观现象具有方向性。
3、永动机
（1）第一类永动机不可能制成:不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器被称为第一类永动机，这种永动机是不可能制造成的，它违背了能量守恒定律。
（2）第二类永动机：没有冷凝器，只有单一热源，并从这个单一热源吸收的热量，可以全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机。第二类永动机不可能制成，它虽然不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律。也是不可能制成的。因为机械能和内能的转化过程具有方向性，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。热机的效率不可能达到100%。
4、热力学第三定律：热力学零度不可达到｛宇宙温度下限：－273.15摄氏度（热力学零度）｝
【要点名师精解】
类型一热力学第一定律的应用
【例1】一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功．问：
(1)气体的内能是增加了还是减少了？变化量是多少？
(2)气体的分子势能是增加了还是减少了？
(3)气体分子的平均动能是增加了还是减少了？
解：(1)因为气体从外界吸热，所以Q＝＋4.2×105J；又因气体对外做功，所以W＝－6×105J．
由热力学第一定律有：
ΔU＝W＋Q＝－1.8×105J(4分)
ΔU为负，说明气体的内能减少了1.8×105J．(2分)
(2)因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加．
(3)因为气体的内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了．
【感悟高考真题】
1．（20xx重庆1５）给旱区送水的消防车停于水平面，在缓缓放水的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子势能，则胎内气体
A．从外界吸热B.对外界做负功
B.分子平均动能减少D.内能增加
【答案】A
【解析】胎内气体经历了一个温度不变，压强减小，体积增大的过程。温度不变，分子平均动能和内能不变。体积增大气体对外界做正功。根据热力学第一定律气体一定从外界吸热。A正确
2.（09重庆14）密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）（D）
A．内能增大，放出热量B．内能减小，吸收热量
C．内能增大，对外界做功D．内能减小，外界对其做功
3.（09四川16）关于热力学定律，下列说法正确的是（B）
A.在一定条件下物体的温度可以降到0K
B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C.吸收了热量的物体，其内能一定增加
D.压缩气体总能使气体的温度升高
4.（09广东物理13）（1）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃。随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”是通过方式改变物体的内能，把
转变为内能。
（2）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示。这是因为烧瓶里的气体吸收了水的，温度，体积。
答案：（1）做功，机械能；(2)热量，升高，增大
解析：做功可以增加物体的内能；当用气球封住烧瓶，在瓶内就封闭了一定质量的气体，当将瓶子放到热水中，瓶内气体将吸收水的热量，增加气体的内能，温度升高，由理气方程可知，气体体积增大。
5.（09山东物理36）(8分)一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。
（1）求气体在状态B时的体积。
（2）说明BC过程压强变化的微观原因
（3）没AB过程气体吸收热量为Q，BC过气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。
解析：设气体在B状态时的体积为VB，由盖--吕萨克定律得，,代入数据得。
(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。
(3)大于；因为TA=TB，故AB增加的内能与BC减小的内能相同，而AB过程气体对外做正功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知大于
考点：压强的围观意义、理想气体状态方程、热力学第一定律
【考点精题精练】
1、（20xx江苏盐城中学高三一模）若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程由1状态变化到2状态，其中表示等压变化的是(填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体是(填“吸热”、“放热”或“既不吸热也不放热”)。

2.关于热力学定律，下列说法正确的是（）
A.在一定条件下物体的温度可以降到0K
B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C.吸收了热量的物体，其内能一定增加
D.压缩气体总能使气体的温度升高
答案：B
3.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）（）
A．内能增大，放出热量B．内能减小，吸收热量
C．内能增大，对外界做功D．内能减小，外界对其做功
答案：D
4、（20xx福建省莆田九中届高三第四次月考）在一个上下水温均匀并保持恒温的水池中，有一个小气泡缓缓地向上浮起，在气泡上升过程中正确的结论是（汽泡内是理想气体）
A．气泡内能减少，放出热量
B．汽泡内能不变，对外做功，吸收热量
C．气泡内能不变，不放热也不吸热
D．气泡内能增加，吸收热量
答案：B
5、下列叙述中，正确的是(C)
A．物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，每个分子动能也越大
B．布朗运动就是液体分子的热运动
C．一定质量的理想气体从外界吸收热量，其内能可能不变
D．根据热力学第二定律可知热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体
6、下列有关热学知识的论述正确的是（BD）
A．两个温度不同的物体相互接触时，热量既能自发地从高温物体传给低温物体，也可以自发地从低温物体传给高温物体
B．在一定条件下，低温物体可以向高温物体传递能量
C．第一类永动机违背能的转化和守恒定律，第二类永动机不违背能的转化和守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来
D．温度是物体分子热运动平均动能的标志
7、列说法中正确的是(C)
A.第二类永动机无法制成是因为它违背了热力学第一定律
B.教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动
C.地面附近有一正在上升的空气团（视为理想气体），它与外界的热交换忽略不计。已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中气团体积增大，温度降低
D.热量只能从高温物体向低温物体传递，不可能由低温物体传给高温物体
8、如图所示，一圆柱形容器竖直放置，通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，现通过电热丝给气体加热一段时间，结果使活塞又缓慢上升了h，若这段时间内气体吸收的热量为Q，已知大气压强为，重力加速度为g，不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦，求
（1）气体的压强；
（2）这段时间内气体的内能增加了多少？
解析：
（1）
（2）气体对外做功为
由热力学第一定律得：

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