2019-2020学年度人教版选修3-3 10.4热力学第二定律 教案(1)
2019-2020学年度人教版选修3-3 10.4热力学第二定律 教案(1)第2页

  【教学实录】

一、 引入新课

师:上课前请同学们欣赏一个小魔术。

  我要将这一份《湖北日报》撕碎,然后吹一口仙气让报纸瞬间还原。你们相信吗?

  生:不相信。

  师:(表演)

  生:(鼓掌、惊呼)

  师:我们把这个魔术分成两个过程,第一个过程是撕碎,很容易很自然的就发生了;第二个过程是瞬间还原,这就比较神奇了。神奇是因为我们没见过,或者说自然界中根本就不可能发生。魔术的精妙之处就在于两个字:骗人,把根本不可能发生的事情做成假象让你误以为发生了。

  让学生自己动手做一个实验:观察高锰酸钾在清水中溶解后扩散的现象。

  师:大家讨论一下,能不能让溶解并扩散的高锰酸钾通过刚才的"路径"反过来重新回到固体状态。

  生1:可以,像粗盐提纯实验一样,蒸发结晶。

  师:加热蒸发结晶的过程中是否沿原来的"路径"自发逆向且没引起了其他的变化呢?

  (幻灯片展示)

  师:视频中的现象才是没引起其他变化。

   诸如此类的不能自发逆向进行的现象还有很多,比如烧红的铁块投入冷水中。与这个类似的问题,(幻灯片内容)地球上有大量的海水,它的总质量约为1.4×1018t,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·℃)

  师:请大家计算一下,上述过程将释放多少能量?

  生:放出5.8×1023J的热量。

  师:这相当于1800万个大亚湾核电站一年的发电量。(秦山核电站装机容量为30万千瓦、大亚湾核电站装机容量为百万千瓦)(幻灯片)

  师:这个问题中,能量守恒吗?请大家相互讨论一下,该方案可行吗?

  ......(学生分组讨论)

  可能结论:

  生1:这个方案可行,因为不违背能量守恒定律。

  生2:这个方案不可行,若可行的话,科学家早就将这一想法付诸实践了。

  生3:不同意2的说法。并不是我们能想到的就一定能实现的。

  ......

  二、提出热力学第二定律

  师:那么这一想法实现的困难是技术上的障碍呢?还是理论上根本不可能?是否还存在一些除了能量的转化与守恒定律之外的一些我们还必须遵循的客观规律呢?现在让我们一起来学习本章第五节:热力学第二定律。

  师:通过以上一些现象的分析,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。

  三、热传导过程分析──克劳修斯表述

  师:分析铁块和水的热传导过程,要发生热传导必须具备什么条件?