熱力學第二定律的例子范文第1篇
本節介紹熱力學第二定律，該定律與熱力學第一定律是構成熱力學知識的理論基礎，熱力學第一定律對自然過程沒有任何限制，只指 出在任何熱力學過程中能量不會有任何增加或損失，熱力學第二定律解決哪些過程可以發生，教學時要注意講清二者的關系。
對于熱力學第二定律，教材先從學生比較熟悉的熱傳導過程的方向性入手，研究與分子熱運動有關的過程的方向性問題，以期引起學生思維的深化，也作為學習熱力學第二定律的基礎。
教材介紹了熱力學第二定律的兩種表述：一種是按照熱傳導過程的方向性表示，另一種是按照機械能與內能轉化過程的方向性表述，這兩種表述都表明：自然界中一切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的，教學時，要注意說明這兩種不同表述的內在聯系，講清這兩種表述的物理實質。
第二類永動機是指設想中的效率達到100%的熱機，由于在自然界中把熱轉化為功時，不可避免地把一部分熱傳遞給低溫的環境，所以第二類永動機不可能制成。
【設計思想】 1. 從實際問題導入，從簡單的實驗開始，盡可能引導學生聯系自己熟悉的，身邊的生活現象的實例，在教學內容上使物理貼近學生生活、聯系社會實際，體現《標準》倡導的“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。
2. 積極創設情景，開展師生、生生間的對話交流，開展小組合作討論學習，使教學過程能夠確立學生在教學活動中的中心地位，讓學生從自己的學習體驗和感悟中獲得知識，向學生學習活動要效益，體現以學生為中心的原則。
3.熱力學第二定律不象以往的實驗定律可以推導和驗證，是在大量實驗事實的基礎上總結出來，內容的表述比較抽象和難以理解，教師要引導學生對關鍵詞的作深刻地理解，要引導學生多運用實例來輔助理解。
4.夯實知識基礎，靈活運用技能是三維教學目標中第一要素，本節課除了使用教材中“問題與練習”外，還設計了四道練習題，在教學過程中結合學生的學習狀況靈活使用，幫助學生更好理解定律?！墩n后思考題》有助于學生更深刻地理解定律。
【教學目標】
一、 知識與技能
1.了解熱傳遞過程的方向性。
2.知道熱力學第二定律的兩種不同的表述，以及這兩種表述的物理實質。 3.知道什么是第二類永動機，為什么第二類永動機不可能制成。
二、 過程與方法
1.熱力學第二定律的表述方式與其他物理定律的表述方式有一個顯著不同，它是用否定語句表述的。
2.熱力學第二定律的表述不只一種，對任何一類宏觀自然過程進行方向的說明，都可以作為熱力學第二定律的表述，學習本節時注意這一方法。
三、 1. 情感、態度與價值觀
通過學習熱力學第二定律，可以使學生明白熱機的效率不會達到100%，我們只能想辦法盡量提高熱機的效率，但不能渴求達到100%。
2. 生。
【重點、難點分析】：
重點：熱力學第二定律兩種常見的表述。
難點：1.熱力學第二定律的開爾文表述。
2.自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性。 【課時安排】： 1課時 【課前準備】：
教師：多媒體課件，一個電冰箱模型，一盆涼水，準備一個酒精燈和一個鐵塊，鐵鉗。 學生：課前預習課文，在家觀察自家的電冰箱。 【教學設計】：
引入新課：
【問題】我們在初中學過，當物體溫度升高時，就要吸收熱量;當物體溫度降低時，就要放出熱量。而自然界發生的一切過程中的能量都是守恒的，但不違背能量守恒定律的宏觀過程并都能發
且熱量公式Q = cm△t，這里有一個有趣的問題：地球上有大量的海水,它的總質量約為1.4×10t , 如果這些海水的溫度降低0.1C,將要放出多少焦耳的熱量?海水的比熱容為C=4.2×10J/(kg·℃)。下面請大家計算一下。
學生計算：Q = 4.2×10×1.4×10×10×0.1 J = 5.8×10J 這相當于1800萬個功率為100萬千瓦的核電站一年的發電量。為什么人們不去研究這“新能源”呢?原來，這樣做是不可能的，這涉及物理學的一個基本定律，這就是本節要討論的熱力學第二定律。
【設計意圖】：從實際問題入手，喚起學生對學習的興趣。從學生已有的熱學知識出發引入新的知識，使過渡自然，減少學生對新知識的唐突性。
【板書】 第四節 熱力學第二定律
【板書】
一、熱傳遞的方向性
教師實驗，點燃酒精燈，用鉗夾住事先準備好的鐵塊，在火焰上灼燒一段時間后，問學生現在如果用手摸會出現什么現象?下面把灼熱的鐵塊放入冷水中，過一段時間，拿出鐵塊現在你們敢用手摸嗎?通過這個實驗說明什么問題?
學生思考，教師給予啟發
學生答：熱量從溫度高的物體自發地傳給溫度低的物體
再讓學生列舉一些這樣的例子，例如：雪花落在手上就融化，挨著火爐就溫暖等等。 利用課本中“思考與討論”開展小組討論并進行對話交流。
教師反問學生：有沒有可能發生這樣地現象，熱量自發地從低溫物體傳給高溫物體，使低溫物體的溫度越來越低，高溫物體的溫度越來越高。這里所說的“自發地”，指的是沒有任何外界的影響或幫助。學生思考討論一會后，有的同學可能產生疑問：電冰箱內部的溫度比外部低，為什么致冷系統還能夠不斷地把冰箱內的熱量傳給外界的空氣?
事前我們讓大家觀察自家的電冰箱，請同學做簡要的回答，教師進行點撥。然后，展示電冰箱模型給學生簡要講解(多媒體課件)。
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這是因為電冰箱消耗了電能，對致冷系統做了功。一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內部的熱量傳給外界的空氣了。相反，外界的熱量會自發地傳給電冰箱，使其溫度逐漸升高。
【學生總結】熱傳導的方向性：兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量會自發地從高溫物體傳給低溫物體。要實現相反過程，必須借助外界的幫助，因而產生其他影響或引起其他變化。
【板書】結論:熱力學第二定律的一種表述:熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體。這是熱力學第二定律的克勞修斯表述。
老師講解對定律的理解:這里闡述的是熱傳遞的方向性.在這個表述中,“自發”二字指的是:當兩個物體接觸時,不需要任何第三者的介入、不會對任何第三者產生任何影響,熱量就能從一個物體傳向另一個物體.當兩個溫度不同的物體接觸時,這個“自發”的方向是從高溫物體指向低溫物體的。
教師指出：熱力學第二定律的克勞修斯表述實質上就是：熱傳遞過程是不可逆的。 【設計意圖】：
1. 聯系學生熟悉的，身邊的生活現象，使知識的學習貼近學生的生活，使學生感受物理知識就在身邊，存在于生活，強化學生的實踐意識，使情感成為學習動力。
2. 通過師生的對話交流，在互動中實現思維的碰撞，突出學生的學習過程，體現以學生為中心的原則，從自己的學習體驗和感悟中獲得知識，向學生學習活動要效益。
3. 熱力學第二定律的克勞修斯表述中的“自發”是定律表述的關鍵詞，教師要引導學生作深刻理解。 【板書】
二、熱力學第二定律的另一種表述(第二類永動機)
前面我們學習了第一類永動機，不能制成的原因是什么?(違背了能量守恒)，什么是第二類永動機呢? 分組合作學習，思考討論下列問題： 1.熱機是一種把什么能轉化成什么能的裝置? 2.熱機的效率能否達到100%? 3.第二類永動機模型 4.機械能和內能轉化的方向性
然后由各小組代表回答，教師進行思路點撥 1.熱機是一種把內能轉化成機械能的裝置 2.熱機的效率不能達到100% 原因分析：
以內燃機為例，氣缸中的氣體得到燃燒時產生的熱量為Q1，推動活塞做工W，然后排出廢氣，同時把熱量Q2散發到大氣中，
由能量守恒定律可知：Q1 = W + Q2
我們把熱機做的功W和它從熱源吸收的熱量Q1的比值叫做熱機的效率，用η表示 η=W / Q1
實際上熱機不能把得到的全部內能轉化為機械能，熱機必須有熱源和冷凝器，熱機工作時，總要向冷凝器散熱，不可避免的要由工作物質帶走一部分熱量Q2，所以有：Q1>W 因此，熱機的效率不可能達到100%，汽車上的汽油機械效率只有20%～30%，蒸汽輪機的效率比較高，也只能達到60%，即使是理想熱機，沒有摩擦，也沒有漏氣等能量損失，它也不可能把吸收的熱量百分之百的轉化成機械能，總要有一部分散發到冷凝器中。
師生總結:熱力學第二定律的另一種表述: 【板書】不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功,而不產生其他影響。這是熱力學第二定律的開爾文表述 (也稱第二類永動機)。
教師應該強調定律內容“而不產生其他影響”這個條件，舉出“絕熱膨脹”的例子加以說明。 第二類永動機并不違反能量守恒定律，人們為了制造出第二類永動機作出了各種努力，但同制造第一類永動機一樣，都失敗了。
為什么第二類永動機不可能制成呢?
因為機械能和內能的轉化過程具有方向性。機械能全部轉化成內能，內能卻不能全部轉化為機械能，同時不引起其他變化。
再舉實例，說明有些物理過程具有方向性。
〈學生思考回答，教師引導點撥〉 1.氣體的擴散現象。
2.書上連通器的小實驗(氣體向其中膨脹)。 【板書】熱力學第二定律的兩種表述
表述一：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化
(按照熱傳遞的方向性來表述的)
表述二：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。也可表述為第二類永動機是不可能制成的。(機械能與內能轉化具有方向性)
這兩種表述是等價的，可以從一種表述導出另一種表述，所以他們都稱為熱力學第二定律。
熱力學第二定律揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性。(自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性)。
因此,對任何一類宏觀自然過程進行方向的說明,都可以作為熱力學第二定律的表述。如圖中,盒子中間有一個擋板,左室為真空,右室有氣體。撤去擋板后右室的氣體自發地向左室擴散,而相反的過程不可能自發地進行。因此，熱力學第二定律也可以表述為:氣體向真空的自由彭脹是不可逆的。
【注意】 ：不管如何表述，熱力學第二定律的實質在于揭示了：一切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的。
【本節小結】:回過頭分析引入的例子,學生應用熱力學第二定律分析,老師點撥總結。進一步說明第二類永動機不能制成的,違背熱力學第二定律。
【設計意圖】：
1.熱力學第二定律的開爾文表述比較抽象和難以理解，需要學生通過合作學習，在討論和交流中認識規律，再通過教師的點撥指導才能更好的理解和掌握規律。
2. 熱力學第二定律是在大量實驗事實的基礎上總結出來的，教學過程要引導學生多運用實例來輔助理解。
熱力學第二定律的例子范文第2篇
本節介紹熱力學第二定律，該定律與熱力學第一定律是構成熱力學知識的理論基礎，熱力學第一定律對自然過程沒有任何限制，只指 出在任何熱力學過程中能量不會有任何增加或損失，熱力學第二定律解決哪些過程可以發生，教學時要注意講清二者的關系。
對于熱力學第二定律，教材先從學生比較熟悉的熱傳導過程的方向性入手，研究與分子熱運動有關的過程的方向性問題，以期引起學生思維的深化，也作為學習熱力學第二定律的基礎。
教材介紹了熱力學第二定律的兩種表述：一種是按照熱傳導過程的方向性表示，另一種是按照機械能與內能轉化過程的方向性表述，這兩種表述都表明：自然界中一切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的，教學時，要注意說明這兩種不同表述的內在聯系，講清這兩種表述的物理實質。
第二類永動機是指設想中的效率達到100%的熱機，由于在自然界中把熱轉化為功時，不可避免地把一部分熱傳遞給低溫的環境，所以第二類永動機不可能制成。
【設計思想】 1. 從實際問題導入，從簡單的實驗開始，盡可能引導學生聯系自己熟悉的，身邊的生活現象的實例，在教學內容上使物理貼近學生生活、聯系社會實際，體現《標準》倡導的“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。
2. 積極創設情景，開展師生、生生間的對話交流，開展小組合作討論學習，使教學過程能夠確立學生在教學活動中的中心地位，讓學生從自己的學習體驗和感悟中獲得知識，向學生學習活動要效益，體現以學生為中心的原則。
3.熱力學第二定律不象以往的實驗定律可以推導和驗證，是在大量實驗事實的基礎上總結出來，內容的表述比較抽象和難以理解，教師要引導學生對關鍵詞的作深刻地理解，要引導學生多運用實例來輔助理解。
4.夯實知識基礎，靈活運用技能是三維教學目標中第一要素，本節課除了使用教材中“問題與練習”外，還設計了四道練習題，在教學過程中結合學生的學習狀況靈活使用，幫助學生更好理解定律?！墩n后思考題》有助于學生更深刻地理解定律。
【教學目標】
一、 知識與技能
1.了解熱傳遞過程的方向性。
2.知道熱力學第二定律的兩種不同的表述，以及這兩種表述的物理實質。 3.知道什么是第二類永動機，為什么第二類永動機不可能制成。
二、 過程與方法
1.熱力學第二定律的表述方式與其他物理定律的表述方式有一個顯著不同，它是用否定語句表述的。
2.熱力學第二定律的表述不只一種，對任何一類宏觀自然過程進行方向的說明，都可以作為熱力學第二定律的表述，學習本節時注意這一方法。
三、 1. 情感、態度與價值觀
通過學習熱力學第二定律，可以使學生明白熱機的效率不會達到100%，我們只能想辦法盡量提高熱機的效率，但不能渴求達到100%。
2. 生。
【重點、難點分析】：
重點：熱力學第二定律兩種常見的表述。
難點：1.熱力學第二定律的開爾文表述。
2.自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性。 【課時安排】： 1課時 【課前準備】：
教師：多媒體課件，一個電冰箱模型，一盆涼水，準備一個酒精燈和一個鐵塊，鐵鉗。 學生：課前預習課文，在家觀察自家的電冰箱。 【教學設計】：
引入新課：
【問題】我們在初中學過，當物體溫度升高時，就要吸收熱量;當物體溫度降低時，就要放出熱量。而自然界發生的一切過程中的能量都是守恒的，但不違背能量守恒定律的宏觀過程并都能發
且熱量公式Q = cm△t，這里有一個有趣的問題：地球上有大量的海水,它的總質量約為1.4×10t , 如果這些海水的溫度降低0.1C,將要放出多少焦耳的熱量?海水的比熱容為C=4.2×10J/(kg·℃)。下面請大家計算一下。
學生計算：Q = 4.2×10×1.4×10×10×0.1 J = 5.8×10J 這相當于1800萬個功率為100萬千瓦的核電站一年的發電量。為什么人們不去研究這“新能源”呢?原來，這樣做是不可能的，這涉及物理學的一個基本定律，這就是本節要討論的熱力學第二定律。
【設計意圖】：從實際問題入手，喚起學生對學習的興趣。從學生已有的熱學知識出發引入新的知識，使過渡自然，減少學生對新知識的唐突性。
【板書】 第四節 熱力學第二定律
【板書】
一、熱傳遞的方向性
教師實驗，點燃酒精燈，用鉗夾住事先準備好的鐵塊，在火焰上灼燒一段時間后，問學生現在如果用手摸會出現什么現象?下面把灼熱的鐵塊放入冷水中，過一段時間，拿出鐵塊現在你們敢用手摸嗎?通過這個實驗說明什么問題?
學生思考，教師給予啟發
學生答：熱量從溫度高的物體自發地傳給溫度低的物體
再讓學生列舉一些這樣的例子，例如：雪花落在手上就融化，挨著火爐就溫暖等等。 利用課本中“思考與討論”開展小組討論并進行對話交流。
教師反問學生：有沒有可能發生這樣地現象，熱量自發地從低溫物體傳給高溫物體，使低溫物體的溫度越來越低，高溫物體的溫度越來越高。這里所說的“自發地”，指的是沒有任何外界的影響或幫助。學生思考討論一會后，有的同學可能產生疑問：電冰箱內部的溫度比外部低，為什么致冷系統還能夠不斷地把冰箱內的熱量傳給外界的空氣?
事前我們讓大家觀察自家的電冰箱，請同學做簡要的回答，教師進行點撥。然后，展示電冰箱模型給學生簡要講解(多媒體課件)。
318
323o
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這是因為電冰箱消耗了電能，對致冷系統做了功。一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內部的熱量傳給外界的空氣了。相反，外界的熱量會自發地傳給電冰箱，使其溫度逐漸升高。
【學生總結】熱傳導的方向性：兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量會自發地從高溫物體傳給低溫物體。要實現相反過程，必須借助外界的幫助，因而產生其他影響或引起其他變化。
【板書】結論:熱力學第二定律的一種表述:熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體。這是熱力學第二定律的克勞修斯表述。
老師講解對定律的理解:這里闡述的是熱傳遞的方向性.在這個表述中,“自發”二字指的是:當兩個物體接觸時,不需要任何第三者的介入、不會對任何第三者產生任何影響,熱量就能從一個物體傳向另一個物體.當兩個溫度不同的物體接觸時,這個“自發”的方向是從高溫物體指向低溫物體的。
教師指出：熱力學第二定律的克勞修斯表述實質上就是：熱傳遞過程是不可逆的。 【設計意圖】：
1. 聯系學生熟悉的，身邊的生活現象，使知識的學習貼近學生的生活，使學生感受物理知識就在身邊，存在于生活，強化學生的實踐意識，使情感成為學習動力。
2. 通過師生的對話交流，在互動中實現思維的碰撞，突出學生的學習過程，體現以學生為中心的原則，從自己的學習體驗和感悟中獲得知識，向學生學習活動要效益。
3. 熱力學第二定律的克勞修斯表述中的“自發”是定律表述的關鍵詞，教師要引導學生作深刻理解。 【板書】
二、熱力學第二定律的另一種表述(第二類永動機)
前面我們學習了第一類永動機，不能制成的原因是什么?(違背了能量守恒)，什么是第二類永動機呢? 分組合作學習，思考討論下列問題： 1.熱機是一種把什么能轉化成什么能的裝置? 2.熱機的效率能否達到100%? 3.第二類永動機模型 4.機械能和內能轉化的方向性
然后由各小組代表回答，教師進行思路點撥 1.熱機是一種把內能轉化成機械能的裝置 2.熱機的效率不能達到100% 原因分析：
以內燃機為例，氣缸中的氣體得到燃燒時產生的熱量為Q1，推動活塞做工W，然后排出廢氣，同時把熱量Q2散發到大氣中，
由能量守恒定律可知：Q1 = W + Q2
我們把熱機做的功W和它從熱源吸收的熱量Q1的比值叫做熱機的效率，用η表示 η=W / Q1
實際上熱機不能把得到的全部內能轉化為機械能，熱機必須有熱源和冷凝器，熱機工作時，總要向冷凝器散熱，不可避免的要由工作物質帶走一部分熱量Q2，所以有：Q1>W 因此，熱機的效率不可能達到100%，汽車上的汽油機械效率只有20%～30%，蒸汽輪機的效率比較高，也只能達到60%，即使是理想熱機，沒有摩擦，也沒有漏氣等能量損失，它也不可能把吸收的熱量百分之百的轉化成機械能，總要有一部分散發到冷凝器中。
師生總結:熱力學第二定律的另一種表述: 【板書】不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功,而不產生其他影響。這是熱力學第二定律的開爾文表述 (也稱第二類永動機)。
教師應該強調定律內容“而不產生其他影響”這個條件，舉出“絕熱膨脹”的例子加以說明。 第二類永動機并不違反能量守恒定律，人們為了制造出第二類永動機作出了各種努力，但同制造第一類永動機一樣，都失敗了。
為什么第二類永動機不可能制成呢?
因為機械能和內能的轉化過程具有方向性。機械能全部轉化成內能，內能卻不能全部轉化為機械能，同時不引起其他變化。
再舉實例，說明有些物理過程具有方向性。
〈學生思考回答，教師引導點撥〉 1.氣體的擴散現象。
2.書上連通器的小實驗(氣體向其中膨脹)。 【板書】熱力學第二定律的兩種表述
表述一：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化
(按照熱傳遞的方向性來表述的)
表述二：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。也可表述為第二類永動機是不可能制成的。(機械能與內能轉化具有方向性)
這兩種表述是等價的，可以從一種表述導出另一種表述，所以他們都稱為熱力學第二定律。
熱力學第二定律揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性。(自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性)。
因此,對任何一類宏觀自然過程進行方向的說明,都可以作為熱力學第二定律的表述。如圖中,盒子中間有一個擋板,左室為真空,右室有氣體。撤去擋板后右室的氣體自發地向左室擴散,而相反的過程不可能自發地進行。因此，熱力學第二定律也可以表述為:氣體向真空的自由彭脹是不可逆的。
【注意】 ：不管如何表述，熱力學第二定律的實質在于揭示了：一切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的。
【本節小結】:回過頭分析引入的例子,學生應用熱力學第二定律分析,老師點撥總結。進一步說明第二類永動機不能制成的,違背熱力學第二定律。
【設計意圖】：
1.熱力學第二定律的開爾文表述比較抽象和難以理解，需要學生通過合作學習，在討論和交流中認識規律，再通過教師的點撥指導才能更好的理解和掌握規律。
2. 熱力學第二定律是在大量實驗事實的基礎上總結出來的，教學過程要引導學生多運用實例來輔助理解。
熱力學第二定律的例子范文第3篇
本節介紹熱力學第二定律，該定律與熱力學第一定律是構成熱力學知識的理論基礎，熱力學第一定律對自然過程沒有任何限制，只指 出在任何熱力學過程中能量不會有任何增加或損失，熱力學第二定律解決哪些過程可以發生，教學時要注意講清二者的關系。
對于熱力學第二定律，教材先從學生比較熟悉的熱傳導過程的方向性入手，研究與分子熱運動有關的過程的方向性問題，以期引起學生思維的深化，也作為學習熱力學第二定律的基礎。
教材介紹了熱力學第二定律的兩種表述：一種是按照熱傳導過程的方向性表示，另一種是按照機械能與內能轉化過程的方向性表述，這兩種表述都表明：自然界中一切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的，教學時，要注意說明這兩種不同表述的內在聯系，講清這兩種表述的物理實質。
第二類永動機是指設想中的效率達到100%的熱機，由于在自然界中把熱轉化為功時，不可避免地把一部分熱傳遞給低溫的環境，所以第二類永動機不可能制成。
【設計思想】 1. 從實際問題導入，從簡單的實驗開始，盡可能引導學生聯系自己熟悉的，身邊的生活現象的實例，在教學內容上使物理貼近學生生活、聯系社會實際，體現《標準》倡導的“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。
2. 積極創設情景，開展師生、生生間的對話交流，開展小組合作討論學習，使教學過程能夠確立學生在教學活動中的中心地位，讓學生從自己的學習體驗和感悟中獲得知識，向學生學習活動要效益，體現以學生為中心的原則。
3.熱力學第二定律不象以往的實驗定律可以推導和驗證，是在大量實驗事實的基礎上總結出來，內容的表述比較抽象和難以理解，教師要引導學生對關鍵詞的作深刻地理解，要引導學生多運用實例來輔助理解。
4.夯實知識基礎，靈活運用技能是三維教學目標中第一要素，本節課除了使用教材中“問題與練習”外，還設計了四道練習題，在教學過程中結合學生的學習狀況靈活使用，幫助學生更好理解定律?！墩n后思考題》有助于學生更深刻地理解定律。
【教學目標】
一、 知識與技能
1.了解熱傳遞過程的方向性。
2.知道熱力學第二定律的兩種不同的表述，以及這兩種表述的物理實質。 3.知道什么是第二類永動機，為什么第二類永動機不可能制成。
二、 過程與方法
1.熱力學第二定律的表述方式與其他物理定律的表述方式有一個顯著不同，它是用否定語句表述的。
2.熱力學第二定律的表述不只一種，對任何一類宏觀自然過程進行方向的說明，都可以作為熱力學第二定律的表述，學習本節時注意這一方法。
三、 1. 情感、態度與價值觀
通過學習熱力學第二定律，可以使學生明白熱機的效率不會達到100%，我們只能想辦法盡量提高熱機的效率，但不能渴求達到100%。
2. 生。
【重點、難點分析】：
重點：熱力學第二定律兩種常見的表述。
難點：1.熱力學第二定律的開爾文表述。
2.自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性。 【課時安排】： 1課時 【課前準備】：
教師：多媒體課件，一個電冰箱模型，一盆涼水，準備一個酒精燈和一個鐵塊，鐵鉗。 學生：課前預習課文，在家觀察自家的電冰箱。 【教學設計】：
引入新課：
【問題】我們在初中學過，當物體溫度升高時，就要吸收熱量;當物體溫度降低時，就要放出熱量。而自然界發生的一切過程中的能量都是守恒的，但不違背能量守恒定律的宏觀過程并都能發
且熱量公式Q = cm△t，這里有一個有趣的問題：地球上有大量的海水,它的總質量約為1.4×10t , 如果這些海水的溫度降低0.1C,將要放出多少焦耳的熱量?海水的比熱容為C=4.2×10J/(kg·℃)。下面請大家計算一下。
學生計算：Q = 4.2×10×1.4×10×10×0.1 J = 5.8×10J 這相當于1800萬個功率為100萬千瓦的核電站一年的發電量。為什么人們不去研究這“新能源”呢?原來，這樣做是不可能的，這涉及物理學的一個基本定律，這就是本節要討論的熱力學第二定律。
【設計意圖】：從實際問題入手，喚起學生對學習的興趣。從學生已有的熱學知識出發引入新的知識，使過渡自然，減少學生對新知識的唐突性。
【板書】 第四節 熱力學第二定律
【板書】
一、熱傳遞的方向性
教師實驗，點燃酒精燈，用鉗夾住事先準備好的鐵塊，在火焰上灼燒一段時間后，問學生現在如果用手摸會出現什么現象?下面把灼熱的鐵塊放入冷水中，過一段時間，拿出鐵塊現在你們敢用手摸嗎?通過這個實驗說明什么問題?
學生思考，教師給予啟發
學生答：熱量從溫度高的物體自發地傳給溫度低的物體
再讓學生列舉一些這樣的例子，例如：雪花落在手上就融化，挨著火爐就溫暖等等。 利用課本中“思考與討論”開展小組討論并進行對話交流。
教師反問學生：有沒有可能發生這樣地現象，熱量自發地從低溫物體傳給高溫物體，使低溫物體的溫度越來越低，高溫物體的溫度越來越高。這里所說的“自發地”，指的是沒有任何外界的影響或幫助。學生思考討論一會后，有的同學可能產生疑問：電冰箱內部的溫度比外部低，為什么致冷系統還能夠不斷地把冰箱內的熱量傳給外界的空氣?
事前我們讓大家觀察自家的電冰箱，請同學做簡要的回答，教師進行點撥。然后，展示電冰箱模型給學生簡要講解(多媒體課件)。
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這是因為電冰箱消耗了電能，對致冷系統做了功。一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內部的熱量傳給外界的空氣了。相反，外界的熱量會自發地傳給電冰箱，使其溫度逐漸升高。
【學生總結】熱傳導的方向性：兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量會自發地從高溫物體傳給低溫物體。要實現相反過程，必須借助外界的幫助，因而產生其他影響或引起其他變化。
【板書】結論:熱力學第二定律的一種表述:熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體。這是熱力學第二定律的克勞修斯表述。
老師講解對定律的理解:這里闡述的是熱傳遞的方向性.在這個表述中,“自發”二字指的是:當兩個物體接觸時,不需要任何第三者的介入、不會對任何第三者產生任何影響,熱量就能從一個物體傳向另一個物體.當兩個溫度不同的物體接觸時,這個“自發”的方向是從高溫物體指向低溫物體的。
教師指出：熱力學第二定律的克勞修斯表述實質上就是：熱傳遞過程是不可逆的。 【設計意圖】：
1. 聯系學生熟悉的，身邊的生活現象，使知識的學習貼近學生的生活，使學生感受物理知識就在身邊，存在于生活，強化學生的實踐意識，使情感成為學習動力。
2. 通過師生的對話交流，在互動中實現思維的碰撞，突出學生的學習過程，體現以學生為中心的原則，從自己的學習體驗和感悟中獲得知識，向學生學習活動要效益。
3. 熱力學第二定律的克勞修斯表述中的“自發”是定律表述的關鍵詞，教師要引導學生作深刻理解。 【板書】
二、熱力學第二定律的另一種表述(第二類永動機)
前面我們學習了第一類永動機，不能制成的原因是什么?(違背了能量守恒)，什么是第二類永動機呢? 分組合作學習，思考討論下列問題： 1.熱機是一種把什么能轉化成什么能的裝置? 2.熱機的效率能否達到100%? 3.第二類永動機模型 4.機械能和內能轉化的方向性
然后由各小組代表回答，教師進行思路點撥 1.熱機是一種把內能轉化成機械能的裝置 2.熱機的效率不能達到100% 原因分析：
以內燃機為例，氣缸中的氣體得到燃燒時產生的熱量為Q1，推動活塞做工W，然后排出廢氣，同時把熱量Q2散發到大氣中，
由能量守恒定律可知：Q1 = W + Q2
我們把熱機做的功W和它從熱源吸收的熱量Q1的比值叫做熱機的效率，用η表示 η=W / Q1
實際上熱機不能把得到的全部內能轉化為機械能，熱機必須有熱源和冷凝器，熱機工作時，總要向冷凝器散熱，不可避免的要由工作物質帶走一部分熱量Q2，所以有：Q1>W 因此，熱機的效率不可能達到100%，汽車上的汽油機械效率只有20%～30%，蒸汽輪機的效率比較高，也只能達到60%，即使是理想熱機，沒有摩擦，也沒有漏氣等能量損失，它也不可能把吸收的熱量百分之百的轉化成機械能，總要有一部分散發到冷凝器中。
師生總結:熱力學第二定律的另一種表述: 【板書】不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功,而不產生其他影響。這是熱力學第二定律的開爾文表述 (也稱第二類永動機)。
教師應該強調定律內容“而不產生其他影響”這個條件，舉出“絕熱膨脹”的例子加以說明。 第二類永動機并不違反能量守恒定律，人們為了制造出第二類永動機作出了各種努力，但同制造第一類永動機一樣，都失敗了。
為什么第二類永動機不可能制成呢?
因為機械能和內能的轉化過程具有方向性。機械能全部轉化成內能，內能卻不能全部轉化為機械能，同時不引起其他變化。
再舉實例，說明有些物理過程具有方向性。
〈學生思考回答，教師引導點撥〉 1.氣體的擴散現象。
2.書上連通器的小實驗(氣體向其中膨脹)。 【板書】熱力學第二定律的兩種表述
表述一：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化
(按照熱傳遞的方向性來表述的)
表述二：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。也可表述為第二類永動機是不可能制成的。(機械能與內能轉化具有方向性)
這兩種表述是等價的，可以從一種表述導出另一種表述，所以他們都稱為熱力學第二定律。
熱力學第二定律揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性。(自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性)。
因此,對任何一類宏觀自然過程進行方向的說明,都可以作為熱力學第二定律的表述。如圖中,盒子中間有一個擋板,左室為真空,右室有氣體。撤去擋板后右室的氣體自發地向左室擴散,而相反的過程不可能自發地進行。因此，熱力學第二定律也可以表述為:氣體向真空的自由彭脹是不可逆的。
【注意】 ：不管如何表述，熱力學第二定律的實質在于揭示了：一切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的。
【本節小結】:回過頭分析引入的例子,學生應用熱力學第二定律分析,老師點撥總結。進一步說明第二類永動機不能制成的,違背熱力學第二定律。
【設計意圖】：
1.熱力學第二定律的開爾文表述比較抽象和難以理解，需要學生通過合作學習，在討論和交流中認識規律，再通過教師的點撥指導才能更好的理解和掌握規律。
2. 熱力學第二定律是在大量實驗事實的基礎上總結出來的，教學過程要引導學生多運用實例來輔助理解。
熱力學第二定律的例子范文第4篇
關鍵詞：力學定律;獨立性;一致性
力學是一門古老的學科，它的發展與人類生產實踐密切相關，雖然微觀客體遵從量子力學規律，描述物體高速運動則是用相對論力學，但是，對于日常生產和生活中的大多數力學現象，經典力學仍然是適用的。力學定律是構成力學體系的重要組成部分，它揭示了物體運動時的變化規律。研究和探討力學定律的內在關系，對我們學習力學和指導力學教學有著積極的意義。
1 牛頓三定律及其獨立性分析
1.1 牛頓第一定律的獨立性
牛頓第一定律的內容是：任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態，直到外力迫使它改變運動狀態為止。牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎，首先牛頓第一定律為牛頓第二定律準備了概念(力、慣性質量、慣性系)，并定性闡明力和運動的關系;其次牛頓第一定律主要說明物體不受外力作用時的運動狀態，不受外力作用和物體所受外力矢量和為零(合力為零)不是一碼事，不能把牛頓第一定律當成牛頓第二定律在F=0時的特殊情況，F=0肯定導出加速度a=0，但加速度等于零的運動是什么運動，牛頓第二定律不能回答，還是得由牛頓第一定律本身徹底闡明慣性運動(靜止或勻速直線運動)。
顯然，牛頓第一定律確實是完全獨立的基本定律，用其解決的問題，別的任何規律都無法解決，牛頓第二定律、牛頓第三定律根本不能取代牛頓第一定律。
1.2 牛頓第二定律的獨立性
牛頓第二定律的內容：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質量成反比，且與物體質量的倒數成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。用公式表達是F=ma。牛頓第二定律定量闡明了力與運動的關系，具體說是力、慣性質量和加速度的定量關系。牛頓第二定律揭示了物體質量的慣性本質，質量是物體慣性大小的定量量度，物體的質量越大，物體的慣性就越大，物體的質量是維持物體慣性運動的根本原因;力是改變物體運動狀態的原因，即產生加速度的原因，力的作用產生加速度大小的難易程度取決于物體的慣性、質量。牛頓第二定律進一步表明：相同力作用于不同物體上，質量大的物體獲得的加速度小，質量小的物體獲得的加速大，即加速度大小與質量成反比;不同力作用于同一物體上，大力產生大的加速度，即加速度大小與外力成正比。牛頓第二定律同時給出了力的獨立作用原理(疊加原理)，即當存在多個力共同作用于同一物體時，物體獲得的加速度是每個力單獨作用時產生的加速度的矢量和，這為解決復雜力作用產生的運動效果提供了保障，能實現已知受力情況求解全部運動信息;反之，也可以由運動分析決定受力總效果，也即復雜運動可以分解簡單運動的矢量疊加?？傊?，牛頓第二定律引入慣性、質量和全面完整刻畫物體因受力作用而產生加速度中，加速度與外力及質量的定量關系F=ma，構成了牛頓第二定律獨立于其他兩條定律的深刻內涵和根本原因。
1.3 牛頓第三定律的獨立性
牛頓第三定律的內容：兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。公式表達式為F=-F'。牛頓第三定律研究的是物體之間相互作用制約聯系的機制，研究對象至少是兩個物體，兩個以上的物體之間的相互作用，總可以區分成若干兩兩相互作用的物體對，于是由僅關注單一物體(只研究一個物體)的牛頓第一定律和牛頓第二定律出發，結合牛頓第三定律擴展了研究對象，就自然而然地解決了全部不論多么復雜的系統的動力學問題了。牛頓第三定律確實是完全獨立的基本規律，它不能由牛頓第二定律推演得出，牛頓第二定律也代替不了牛頓第三定律，牛頓第一定律更不能取代牛頓第三定律。牛頓第三定律的正確性要靠大量實踐來檢驗，牛頓第三定律其實是用力的語言表達的動量守恒定律，而動量守恒定律是自然界中普遍成立的少量幾條基本物理規律之一，動量守恒定律在任何物理領域中均成立。
2 牛頓運動三定律內在一致性
牛頓運動三定律的內在一致性是指三定律不互相矛盾，均承前啟后，一條龍邏輯相容構成有機整體。具體表現為：
(1)牛頓運動三定律在研究對象上呈遞進關系。牛頓第一定律、牛頓第二定律只研究單一物體，可以只有一個物體，也可以是從眾多物體中隔離出一個物體來作為研究對象，它們要解決的是這么一個物體，不受力作用或受很多力作用后的運動問題——靜止或勻速直線運動，又或者獲得多大加速度;牛頓第三定律擴展了研究對象，它研究的至少是兩個以上的物體之間的相互作用，這種相互作用制約或影響了研究對象或研究對象以外的其他物體的運動?？梢娭挥邪雅ｎD第一定律、牛頓第二定律和牛頓第三定律有機結合才能順理成章地解決全部復雜的動力學問題。由質點的動力學出發去解決質點組的力學問題、剛體的力學問題、振動的波動的力學問題、流體的力學問題。
(2)牛頓運動三定律都只在牛頓第一定律確定的慣性參考系成立。牛頓絕對時空中的慣性系雖然存在邏輯循環或稱邏輯同一之難，但在動力學的力的語言表達中慣性系是理論體系必不可少的，確定了慣性參考系一切動力學問題迎刃而解了。此外，任何科學都不可能做到絕對真理，力學也是一門近似程度比較高的科學，不受力的物體不存在，絕對靜止的物體不存在，宇宙中的引力不可避免，都要說明絕對的慣性系不存在，但近似的慣性系是始終存在的。地球是近似慣性系，太陽是近似程度更高的慣性系。牛頓運動三定律只在慣性系中適用，說明了三定律的一致性。
牛頓運動三定律只適用范圍于實物物體、宏觀、低速運動范圍內，并且只能在慣性參考系中使用。非慣性系(加速系)中必須引入慣性力，才能使用牛頓定律，高速領域必須采用愛因斯坦相對論，微觀領域必須使用量子力學。
參考文獻
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[3]馮浩，楊洋.牛頓力學在物理學中的地位[J].張家口師專學報，2003(6)：57-61.
熱力學第二定律的例子范文第5篇
熱力學四定律：通常是將熱力學第一定律及第二定律視作熱力學的基本定律，但有時增加能斯特定理當作第三定律，又有時將溫度存在定律當作第零定律。一般將這四條熱力學規律統稱為熱力學定律。熱力學理論就是在這四條定律的基礎建立起來的。 熱力學第零定律：如果兩個熱力學系統中的每一個都與第三個熱力學系統處于熱平衡(溫度相同)，則它們彼此也必定處于熱平衡。這一結論稱做“熱力學第零定律”。 熱力學第一定律：熱力學的基本定律之一。是能的轉化與守恒定律在熱力學中的表現。它指出熱是物質運動的一種形式，并表明，一個體系內能增加的量值△E(=E末-E初)等于這一體系所吸收的熱量Q與外界對它所做的功之和，可表示為 △E=W+Q熱力學第一定律也可表述為：第一類永動機是不可能制造的。
熱力學第二定律：它的表述有很多種，但實際上都是互相等效的。比較有代表性的有如下三種表述方式：
不可能使熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化(克勞修斯)。不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變成有用功而不產生其它影響(開爾文)。不可能制造第二類永動機(普朗克)。以上三種說法(也包括其它表述法)所描述的一個事實是：一切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的。
熱力學第三定律：“不可能使一個物體冷卻到絕對溫度的零度。”這就是熱力學第三定律。根據熱力學第三定律，在下一切物質都停止運動。
熱力學第二定律的例子范文第6篇
1.知識目標：
(1)理解和掌握物體跟外界做功和熱傳遞的過程中W、Q、ΔU的物理意義。 (2)會確定的W、Q、ΔU正負號。 (3)理解熱力學第一定律ΔU =W+Q (4)會用ΔU =W+Q分析和計算問題。
(4)理解能量守恒定律，能列舉出能量守恒定律的實例; (5)理解“永動機”不能實現的原理。 2.能力目標：
在培養學生能力方面，這節課中要讓學生理解熱力學第一定律ΔU =W+Q，并會用ΔU =W+Q分析和計算問題，培養學生利用所學知識解決實際問題的能力。
3.物理學方法教育目標：
能量守恒定律是自然科學的基本定律之一，應用能量守恒的觀點來分析物理現象、解決物理問題是很重要的物理思維方法。
二、重點、難點分析
1.重點內容是熱力學第一定律和能量守恒定律，強調能量守恒定律是自然科學中最基本的定律。學會運用熱力學第一定律和能量守恒定律分析、計算一些物理習題。
2.運用能的轉化和守恒定律對具體的自然現象進行分析，說明能是怎樣轉化的，對學生來說是有難度的。
三、教學方法
教師講解，課件演示，指導學生看書
四、教具
計算機、大屏幕、自制多媒體課件
五、教學過程 (-)引入新課
上節課我們學習了改變內能的兩種方式，做功和熱傳遞，那么它們之間有什么數量關系呢?以前我們還學習過電能、化學能等各種形式的能，它們在轉化過程中遵守什么規律呢?這節課我們就來研究這些問題。
【板書】第六節
熱力學第一定律
能量守恒定律
(二)進行新課
【板書】
一、做功W、熱傳遞Q、內能變化ΔU的物理意義
1.做功：做功使物體內能發生變化，實質是能量的轉化，是一種形式的能量向另一種形式的能轉化。功是能量轉化的量度。
2.熱傳遞：是能量的轉移，內能由一個物體傳遞給給另一個物體，傳遞的能量用Q表示。
3.內能的改變：是物體內所有分子動能和勢能之和發生了變化，宏觀表現在溫度和體積上的變化。
【板書】
二、W、Q、ΔU正負號的確定
1.W，外界對物體做功，W取正值;物體對外界做功，W取負值。 2.Q，物體吸熱，Q取正值;物體放熱，Q取負值。
3，ΔU，物體內能增加，ΔU取正值;物體減少，ΔU取負值。 【板書】
三、W、Q、ΔU之間的關系
一個物體，如果它既沒有吸收熱量也沒有放出熱量，那么，外界對它做多少功，它的內能就增加多少.
一個物體，如果它既沒有對外做功，也沒有其他物體對它做功，那么，它從外界吸收多少熱量，它的內能就增加多少.
如果外界既向物體傳熱又對物體做功，那么物體內能的增加量就等于物體吸收的熱量和外界對物體做的功之和.用ΔU表示物體內能的增加量，用Q表示物體吸收的熱量，用W表示外界對物體做的功，那么ΔU=Q+W
2 這個式子所表示的，內能的變化量跟功、熱量的定量關系，在物理學中叫做熱力學第一定律.
【例題】 一定量的氣體從外界吸收了2.6×10J的熱量，內能增加了4.2×10J.外界對氣體做了多少功?
解
由(1)式得 W=ΔU-Q =4.2×10J-2.6×10J =1.6×10J 外界對氣體做的功是1.6×10J. 思考與討論
上題中，如果氣體吸收的熱量仍為2.6×10J，但是內能只增加了1.6×10J，計算結果W將為負值.怎樣解釋這個結果?一般地講，ΔU、Q、W的正值和負值各代表什么物理意義?
【板書】
四、能量守恒定律
【課件演示】讓學生先看幾個能量轉化的例子(增強感性認識) 1.機械能與內能轉化過程中能量守恒
(1)運動的汽車緊急剎車，汽車最終停下來。這過程中汽車的動能(機械能)轉化為輪胎和路面的內能(假定這過程沒有與周圍物體有熱交換，既不散熱也不吸熱)。摩擦力做了多少功，內能就增加多少。公式W=ΔE表示了做功與內能變化的關系，這公式也反映出做功過程中，機械能的損失數量恰好等于物體內能增加的數量。
(2)把一鐵塊放入盛有水的燒杯中，用酒精燈加熱燒杯內水，直至水沸騰。在這一過程中，鐵塊從周圍水中吸收了熱量使它溫度升高，內能增加。這過程中水的一部分內能通過熱量傳遞使鐵塊內能增加。鐵塊吸收多少熱量，它內能就增加多少。公式Q=ΔE表示吸收的熱量與內能變化量的關系，也反映出鐵塊增加的內能數量與水轉移給鐵塊的內能數量相等。
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5一般情況下，如果物體跟外界同時發生做功和熱傳遞過程，那么，外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q，等于物體內能的增加ΔE，即
W+Q=ΔE 上式所表示的是功、熱量和內能之間變化的定量關系，同時它也反映了一個物體的內能增加量等于物體的機械能減少量和另外物體內能減少量(內能轉移量)之和。進而說明，內能和機械能轉化過程中能量是守恒的。
2.其他形式的能也可以和內能相互轉化
(1)介紹其他形式能：我們學習過機械運動有機械能，熱運動有內能，實際上自然界存在著許多不同形式的運動，每種運動都有一種對應的能量，如電能、磁能、光能、化學能、原子能等。
(2)不僅機械能和內能可以相互轉化，其他形式能也可以和內能相互轉化，舉例說明：(同時放映幻燈片)
① 電爐取暖：電能→內能 ② 煤燃燒：化學能→內能 ③ 熾熱燈燈絲發光：內能→光能
(3)其他形式的能彼此之間都可以相互轉化。畫出圖表讓學生回答分析：
3.能量守恒定律
大量事實證明：各種形式的能都可以相互轉化，并且在轉化過程中守恒。
4 能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到別的物體;在轉化和轉移過程中其總量不變.這就是能量守恒定律。
在學習力學知識時，學習了機械能守恒定律。機械能守恒定律是有條件限制的定律，而且實際現象中是不可能實現的。而能量守恒定律是存在于普遍自然現象中的自然規律。這規律對物理學各個領域的研究，如力學、電學、熱學、光學等都有指導意義。它也對化學、生物學等自然科學的研究都有指導作用。
4.永動機不可能制成
歷史上不少人希望設計一種機器，這種機器不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功。這種機器被稱為永動機。雖然很多人，進行了很多嘗試和各種努力，但無一例外地以失敗告終。失敗的原因是設計者完全違背了能的轉化和守恒定律，任何機器運行時其能量只能從一種形式轉化為另一種形式。如果它對外做功必然消耗能量，不消耗能量就無法對外做功，因而永動機是永遠不可能制造成功的。
5.運用能的轉化和守恒定律進行物理計算
例題：用鐵錘打擊鐵釘，設打擊時有80%的機械能轉化為內能，內能的50%用來使鐵釘的溫度升高。問打擊20次后，鐵釘的溫度升高多少攝氏度?已知鐵錘的質量為1.2kg，鐵錘打擊鐵釘時的速度是10m/s，鐵釘質量是40g，鐵的比熱是5.0×10J/(kg·℃)。
首先讓學生分析鐵錘打擊鐵釘的過程中能量的轉化。
歸納學生回答結果，指出鐵錘打擊鐵釘時，鐵錘的一部分動能轉化為內能，而且內能中的一半被鐵釘吸收，使它的溫度升高。如果用ΔE表示鐵釘的內能增加量，鐵錘和鐵釘的質量分別用M和m表示，鐵錘打擊鐵釘時的速度用v表示。依據能的轉化和守恒定律，有
2 5 鐵釘的內能增加量不能直接計算鐵釘的溫度，我們把機械能轉化為內能的數量等效為以熱傳遞方式完成的，因此等效為計算打擊過程中鐵釘吸收多少熱量，這熱量就是鐵釘的內能增加量。因此有
Q=cmΔt 上式中c為鐵釘的比熱，Δt表示鐵釘的溫度升高量。將上面兩個公式聯立，20?Mv2?80%?50%?24℃ 得出?t?2cm經計算得出鐵釘溫度升高24℃。在這個物理計算過程中突出體現了如何應用能的轉化和守恒定律這一基本原理。
應該注意，有的同學把上述題目中鐵錘打擊鐵釘過程中的能量轉化，說成“鐵錘做功轉化為熱量”是不正確的。只能說做功與熱傳遞在使物體內能改變上是等效的。
(三)課堂小結
熱力學第一定律表示的是功、熱量和內能之間變化的定量關系;自然界各種形式的能存在著相互轉化過程，轉化過程中總量是守恒的。能量守恒定律是自然界最基本的物理定律。
同學們要會分析一些自然現象中能是怎樣轉化的。
應該知道，根據能量守恒定律，永動機是不可能制造成功的。
通過課上的例題計算，學會運用能的轉化和守恒定律解決物理問題的方法。
(四)說明
熱力學第一定律和能量守恒定律是學生進入高中物理階段后，第一次完整、細致地學習。此定律對今后學習物理是很重要的一個理論鋪墊。教學上要重視，課堂上講解要細致和透徹。
(五)布置作業
復習本節內容，完成練習六。
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課后思考與討論
有人設計了這樣一臺“永動機”：距地面一定高度架設一個水槽，水從槽底的管中流出，沖擊一個水輪機，水輪機的軸上安裝一個抽水機和一個砂輪.他指望抽水機把地面水槽里的水抽上去，這樣循環不已，機器不停地轉動，就可以永久地用砂輪磨制工件做功了(下圖).
請你分析一下，高處水槽中水的勢能共轉變成哪幾種形式的能，說明這個機器是否能夠永遠運動下去. 閱讀材料
高空的氣溫為什么低
研究大氣現象時常常用到熱力學第一定律.通常把溫度、壓強相同的一部分空氣作為研究的對象，叫做氣團，直徑上千米.由于氣團很大，邊緣部分和外界的熱交換對整個氣團沒有明顯的影響，即(1)式中Q=0，所以氣團的內能的增減只等于外界對它做功或它對外界做功的多少：
ΔU=W 陽光烤暖了大地，地面又使得下層的氣團溫度升高，密度減小，因而上升.上升時氣團膨脹，推擠周圍的空氣，對外做功，因此內能減小，溫度降低.所以，越 7 高的地方，空氣的溫度越低.對于干燥的空氣，大約每升高1km溫度降低7℃(圖10-13).