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高中物理 第四章 能量守恒与热力学定律 3 宏观过程的方向性学案 教科版选修3-3-教科版高二选修3-3物理学案VIP免费

高中物理 第四章 能量守恒与热力学定律 3 宏观过程的方向性学案 教科版选修3-3-教科版高二选修3-3物理学案_第1页
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3宏观过程的方向性[学习目标]1.了解热传递、扩散现象、机械能与内能转化等过程的方向性.2.知道具有方向性的过程称为不可逆过程.一、热传递的方向性在无外界影响的情况下,热量只能从高温物体传向低温物体,要使热量从低温物体传向高温物体,外界必须对物体做功,即热传递具有方向性.二、扩散现象的方向性事实表明大量分子从某一位置扩散到其他空间,在没有其他影响时,不可能再全部回到原位置,即扩散现象具有方向性.三、机械能与内能转化的方向性1.物体的内能不会自发地转化为物体的动能,即机械能与内能之间转化存在方向性.2.热机的效率η==1-(Q1表示热机从高温热源吸收的热量,Q2表示向低温热源放出的热量,W表示对外做功).四、其他过程的方向性1.燃烧现象、爆炸现象也具有方向性.2.在事件发生时,只沿某个方向发生,而不可能在没有外界影响(或不产生其他影响)的情况下沿相反方向发生的过程称为不可逆过程.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的.(√)(2)热量不会从低温物体传给高温物体.(×)(3)机械能可以完全转化为内能.(√)(4)内能不可能完全转化为机械能.(×)2.热量总是自发地从高温物体传递给低温物体,这说明热传递过程具有________.答案方向性一、热传递的方向性[导学探究]1.两个温度不同的物体相互接触时,热量会自发地从低温物体传给高温物体,使高温物体的温度升高,低温物体的温度降低吗?答案不会.2.热传递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”?答案不能.两个温度不同的物体相互接触时,热量会自发地从高温物体传给低温物体,使高温物体的温度降低,低温物体的温度升高,这个过程是自发进行的,不需要任何外界的影响或者帮助,有时我们也能实现热量从低温物体传给高温物体,如电冰箱,但这不是自发地进行的,需要消耗电能.[知识深化]1.“自发地”过程就是不受外界干扰进行的自然过程.2.要将热量从低温物体传向高温物体,必须有“外界的影响或帮助”,就是要有外界对其做功才能完成,例如电冰箱.例1(多选)关于空调机,下列说法正确的是()A.制冷空调机工作时,热量从低温物体传到高温物体B.制暖空调机工作时,热量从高温物体传到低温物体C.冷暖空调机工作时,热量既可以从低温物体传到高温物体,也可以从高温物体传到低温物体D.冷暖空调机工作时,热量只能从高温物体传到低温物体答案ABC解析空调机工作时,热量可以从低温物体传到高温物体,因为这里有外界做功.二、扩散现象的方向性[导学探究]一滴黑墨水滴进一杯清水中,不久整杯水都均匀地变黑了,有没有这样的“逆过程”:这杯均匀黑水中的小炭粒又自发地聚集在一起,成为一滴黑墨水,而其余部分又变成清水?答案没有.[知识深化]1.两种不同的气体可以自发地进入对方,最后成为一种均匀的混合气体.相反,一种均匀的混合气体绝不会自发地分开成为两种气体.2.气体的自由膨胀也是一种扩散现象,具有方向性.例2下列所述过程中,可能发生的是()A.打开一高压密闭容器,其内气体自发溢出后,又自发聚集进去,恢复原状B.利用其他手段,使低温物体温度更低,高温物体的温度更高C.将水和酒精混合,然后它们又自动地各自分开D.被工厂废水污染的湖水,废水自发的聚集到一处答案B解析A、C、D中的过程都是扩散现象,扩散现象具有方向性,所以逆过程不可能自发完成,故A、C、D错误.热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体,而不引起其他的变化,但通过一些其他手段可以实现,故B正确.三、机械能与内能转化的方向性及其他过程的方向性[导学探究]在平地上滚动的足球克服摩擦力做功,其动能转化为内能,最终停了下来,同时足球、地面及周围空气的温度略有上升.会不会有这样的现象:静止的足球和地面、周围的空气自发地降低温度释放内能,并将释放出的内能全部转化为动能,让足球又滚动起来?答案不会.[知识深化]1.机械能和内能转化过程的方向性(1)机械能全部转化为内能的过程是可以自发进行的,而内能全部转化为机械能的过程,是不能自发进行的,要将内能全部转化为机械能,必然会引起其他影响.(2)热机的效率不...

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