能量的守恒与耗散11.ppt

第二章《能量的守恒与耗散》 2.1《能量守恒定律》 教学目标 知识与能力： 1、掌握功的概念及变力做功的计算方法。 2、掌握保守力的特征及势能的概念，并会计算各种势能。 3、掌握质点和质点系的功能转换关系，并能灵活运用解决有关问题。 4、掌握机械能守恒定律及其适用条件。 5、理解势能曲线及其基本特征。 二、重点、难点分析　 1．重点内容是量守恒定律，强调量守恒定律是自然科学中最基本定律。 学习运用量守恒原理计算一些物理习题。 2．运用量守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的，对学生来说是有难度的。　 三、教 具　 幻灯、幻灯片，其内容是： 1．反映电能、机械能、化学能与内能相互转化的实例插图。 2．反映自然界各种形式能相互转化的实例插图。 3．历史上有人设计的“永动机”插图。 2.2《热力学第一定律》 教学目标 知识与能力： 1.认识物质的运动形式有多种，对应不同运动形式的运动有不同形式的能，各种形式的能在一定条件下可以相互转化 2. 进一步掌握能的转化和守恒定律，并了解能的转化和守恒定律的意义 3．运用公式△U＝W＋Q分析有关问题并具体进行计算 教学重点：热力第一定律 教学难点：能量守恒 教 具：多媒体课件 2.3《热机的工作原理》 教学目标 1、蒸汽机的工作原理 工作物质：水蒸气 能量变化：化学能→内能→机械能 ２、内燃机和燃气轮机 ３、制冷机 2.4《热力学第二定律》 教学目标 知识与能力： 1、了解某些热学过程的方向性；2、了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成；3、了解热力学第二定律的两种表述，理解热力学第二定律的物理实质；4、知道什么是能量耗散。 教学重点：1、热力学第二定律的实质，定律的两种不同表述；2、知道什么是第二类永动机，以及它不能制成的原因 教学难点：热力学第二定律的物理实质 教具：扩散装置 举例： 定律内容： 2.5《有序、无序和熵》 教学目标 １、热力学第三定律 （1）热力学温度T与摄氏温度t之间的换算 （2）热力学第三定律内容：不可能通过有限的过程把物体冷却到绝对零度。 ２、能量的耗散与退化 ３、熵增加原理 课后安排 1、复习第十一章，进行归纳总结。 2、完成针对训练。 一、热力学第三定律 2、热力学第三定律内容：不可能通过有限的过程把物体冷却到绝对零度。 说明绝对零度不可能到达，只能接近。 1、热力学温度T与摄氏温度t之间的换算 热力学第一定律：物体内能的增加等于物体从外界吸收的热量与外界对物体所做的功的总和。 热力学第二定律： 表述一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不产生其他变化。（按热传导的方向性表述） 表述二：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。（按能量转化的方向性表述） 用一个普遍的物理量作为共同的标准，判断各种不可逆过程的进行方向？ 燃料 热机 机械功 没有得到利用的能量 利用价值高的能量 利用价值低的能量 能量的品质“退化” 二、能量的耗散与退化 三、熵增加原理 任何孤立系统，它的总熵永远不会减小； 或者说，自然界的一切自发过程，总是朝着熵增加的方向进行的。——熵增加原理 什么是熵？ 什么是孤立系统？ 熵越大，就越接近平衡状态，就越是不易转化。 熵增加原理说明：“自然界中有效能量不断减少”这种不可逆性。 四、有序向无序的转化 热传递 温度的“不均匀”→ “均匀” 气体膨胀 气体分子密集程度的“不均匀”→ “均匀” “不均匀”——有序 “均匀”——无序 系统自发的过程总是从有序到无序的。 熵是表征系统的无序程度的物理量，熵越大，系统的无序程度越高。 Hghgghg 热力学第一定律 △U=W+Q 外界对物体做功（对内） W为正 物体对外界做功（对外） W为负 物体从外界吸热（吸热） Q为正 物体对外界放热（放热） Q为负 能量守恒定律 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别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。 第一类永动机 不消耗能量的机器 第一类永动机不可能制成 改变内能的两种方式 做功 热传递 对内 对外 吸热 放热 内能增加 内能增加 内能减少 内能减少 （W为正值） （W为负值） （Q为正值） （Q为负值） 一、蒸汽机 蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。 纽可门 瓦特 蒸汽机的改良者 19世纪末，随着电力应用的兴起，蒸汽机曾一度作为电站中的主要动力机械。1900年，美国纽约曾有单机功率达五兆瓦的蒸汽机电站。 1829年创造了“火箭”号蒸汽机车，该机车拖带一节载有30位乘客的车厢，时速达46公里/时，引起了各国的重视，开创了铁路时代。 至1807年，美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙脱”号。