人教版（2019）高中物理选择性必修第三册 3.4 热力学第二定律 教案（表格式）

3.4.热力学第二定律
学习目标 学习目标 1．了解热传导过程的方向性。 2．了解热力学第二定律的两种不同表述，以及这两种表述的物理实质。 3．了解什么是能量耗散，知道能源是有限的。 二、核心素养 【物理观念】知道传热、扩散现象、机械能与内能的转化具有方向性，了解能量耗散和品质降低的内容，能解释相关现象。 【科学思维】理解热力学第二定律的两种表述，学会用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移及方向性问题，提高分析推理能力。 【科学探究】通过对热机效率的探讨，揭示热机效率不能达到100%的实质，学会与他人交流合作，提高探索科学的能力。 【科学态度与责任】学会科学家探索问题的方法，实事求是的科学态度，培养学习科学的兴趣。
教学重 难点 重点：热力学第二定律的两种常见表述。
难点：1.热力学第二定律的开尔文表述。 2.自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
教学方法 讨论法，合作交流法
思政教育 从热力学第二定律的不可逆性出发，引申到时间一去不返，激励学生珍惜时光，积极探索科学，培养惜时奋进的品质 。
教学过程 教师活动 学生活动 课堂评价 设计意图
环节一 情境导入 活动一： 地球上海水的总质量约为1.4×1018t，当海水的温度降低0.1℃，放出多少焦的热量？假设每个核电站的功率为100万千瓦，则这些热量相当于多少个这样的电站一年的发电量？ 活动一： 这些海水的温度降低0.1℃，能放出5.8×1023J的热量，这相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量。 评价一： 既然海水能放出这么多的能量，为什么人们不去研究这种新能源呢？原来这样做是不可能的，这涉及到物理学的一个基本定律，这就是本节要学习的热力学第二定律。 引入新课内容，激发学生好奇心
环节二 活动二： 热力学第二定律的一种表述——克劳修斯表述（热传导的方向性） 热力学第二定律的开尔文表述 活动二： ［问］两个温度不同的物体互相接触时，将会出现什么现象？ ［学生］两个温度不同的物体互相接触时，热量将从高温物体传给低温物体，使高温物体温度降低，低温物体温度升高。 评价二：电冰箱工作时热量的确从低温物体——冰箱内的食品，传到了高温物体——冰箱外的空气。但是这不是自发的过程，这个过程必须有第三者的介入，即压缩机消耗电能，对制冷系统做了功。 在热学中,下列说法正确的是 (　A　) A.第一类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 B.第二类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 C.热力学第二定律告诉我们机械能可以转化为内能而内能不能转化为机械能 D.热量只能从高温物体传向低温物体,而不能从低温物体传向高温物体 结合克劳修斯表述完成思考题。
环节三 活动三： 能源是有限的 活动三：能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒，但能量的品质下降了。虽然能量总量不会减少，但能源会逐步减少，因此能源是有限的资源。 评价三：下列现象属于能量耗散的是(　D　) A．利用水流能发电转化为电能 B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能 C．电池的化学能转化为电能 D．火炉把房子烤暖
课堂小结 1、热传递的方向 2、热力学第二定律 3、热力学第二定律克劳修斯表述 4、热力学第二定律开尔文表述 5、能源是有限的
板书设计 一、热力学第二定律 1.反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力学第二定律。 2.克劳修斯表述：热量不能自发从低温物体传到高温物体。 ①物体间传热过程的方向性 ②自发性 3.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。 ①热机的效率无法达到100%，总会有损耗。 ②机械能与内能转化的方向性 二、能源是有限的
评价设计 课堂评价 下列说法正确的是（ ） A．在自然条件下，热传递的过程是不可逆的 B．热量不可能由高温物体传递给低温物体 C．气体的扩散过程具有方向性 D．一切形式能量转化都不具有方向性 答案：AC (√)
课后评价 （作业设计） 作业分为两块，一是课堂练习，旨在对本堂课学习中基础知识进行检测，二是分层练习，分层次的训练学生对知识的掌握情况。