教科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第3章 热力学定律 2 能量守恒定律 3 热力学第二定律.ppt

第三章热力学定律2能量守恒定律3热力学第二定律

学习目标1.理解能量守恒定律,知道能量守恒定律是自然界普遍遵循的基本规律。(物理观念)2.会用能量守恒定律的观点解释自然现象。(科学思维)3.了解自然界中宏观自然过程具有方向性。知道具有方向性的过程是不可逆的。(物理观念)4.了解热力学第二定律。(物理观念)5.能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,并能解决一些实际问题。(科学思维)

基础落实?必备知识全过关重难探究?能力素养全提升目录索引学以致用?随堂检测全达标

基础落实?必备知识全过关

一、能量守恒定律(1)内容:能量既不会凭空__________,也不会凭空__________,它只能从一种形式__________为另一种形式,或者从一个物体__________到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。?(2)意义:能量守恒定律的发现,对第一次产业革命之后提高蒸汽机的性能,对第二次技术革命与产业革命过程中电机与内燃机的研制及改进起到了重要的指导作用。产生消失转化转移

二、热力学第二定律(1)一切与热现象有关的宏观自然过程都具有__________,其相反的过程是不可能自发产生的。?(2)热力学第二定律的克劳修斯表述:热量不可能__________从低温物体传递到高温物体。热量可以从低温物体传递到高温物体,但一定需要第三方的介入。?(3)热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热源吸收热量,使之_____变成功,而不产生其他影响。方向性自发地全部

情境链接有一种所谓的“全自动”机械手表,既不需要上发条,也不用任何电源,却能不停地走下去。这是不是一种永动机?如果不是,你知道维持表针走动的能量是从哪儿来的吗?要点提示不是永动机。手表戴在手上,手运动的能量一部分转化为手表的能量。

教材拓展热传导的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物体”?要点提示不能。“自发地”是指没有第三者影响,例如空调、冰箱等制冷机就是把热量从低温物体传到了高温物体,但是产生了其他影响,即外界做了功。

易错辨析(1)某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加。()(2)能量既可以转移又可以转化,故能量的总量是可以变化的。()(3)机械能可以完全转化为内能。()(4)能够制成的热机既不违背能量守恒定律,也不违背热力学第二定律。()(5)热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。()提示能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。√×√√√

重难探究?能力素养全提升

探究点一能量守恒定律导学探究不耗油的汽车能不能制成,为什么?不消耗能量的汽车呢?要点提示前者能制成而后者不能制成。这是因为可以用太阳能、电能等能源代替石油能源制造出太阳能汽车、电动汽车等,但是不消耗任何能量的汽车不可能制成,因为它违背能量守恒定律。

知识归纳1.能量的存在形式及相互转化各种运动形式都有对应的能量:机械运动有机械能,分子的热运动有内能,还有诸如电磁能、化学能、原子能等。各种形式的能量,通过做功可以相互转化,例如:利用电炉取暖或烧水,电能转化为内能;煤燃烧,化学能转化为内能;列车刹车后,轮子温度升高,机械能转化为内能。2.与某种运动形式对应的能量是否守恒是有条件的,例如:物体的机械能守恒,必须是只有重力或系统内弹力做功;而能量守恒定律是没有条件的,它是一切自然现象都遵循的基本规律。

应用体验【例1】(2023河南焦作高二月考)如图所示,密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁间的摩擦忽略不计。置于真空中的轻弹簧一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳拉紧,此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)。现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡状态。经过此过程()D

A.Ep全部转化为气体的内能B.Ep一部分转化成活塞的重力势能,其余部分仍为弹簧的弹性势能C.Ep全部转化成活塞的重力势能和气体的内能D.Ep一部分转化成活塞的重力势能,一部分转化为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能

要点提示当绳子突然断开时,活塞受弹簧的弹力F、活塞的重力G、封闭气体对活塞向下的压力F共同作用,其合力向上,经多次往复运动后活塞静止时,活塞处于三力平衡状态,气体体积必减小,外力对气体做正功,由于容器绝热,气体的内能增加,而活塞最终的静止位置比初始位置高,其重力势能增加,最终弹力与另外两个力的合力平衡,弹簧仍有形变。设最终弹簧的弹性势能为Ep,由能量守