热力学第二定律教学设计

第一篇：热力学第二定律教学设计

热力学第二定律

【教材分析】 本节介绍热力学第二定律，该定律与热力学第一定律是构成热力学知识的理论基础，热力学第一定律对自然过程没有任何限制，只指出在任何热力学过程中能量不会有任何增加或损失，热力学第二定律解决哪些过程可以发生，教学时要注意讲清二者的关系。

对于热力学第二定律，教材先从学生比较熟悉的热传导过程的方向性入手，研究与分子热运动有关的过程的方向性问题，以期引起学生思维的深化，也作为学习热力学第二定律的基础。

教材介绍了热力学第二定律的两种表述：一种是按照热传导过程的方向性表示，另一种是按照机械能与内能转化过程的方向性表述，这两种表述都表明：自然界中一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，教学时，要注意说明这两种不同表述的内在联系，讲清这两种表述的物理实质。

第二类永动机是指设想中的效率达到100%的热机，由于在自然界中把热转化为功时，不可避免地把一部分热传递给低温的环境，所以第二类永动机不可能制成。【设计思想】

1.从实际问题导入，从简单的实验开始，尽可能引导学生联系自己熟悉的，身边的生活现象的实例，在教学内容上使物理贴近学生生活、联系社会实际，体现《标准》倡导的“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。

2.积极创设情景，开展师生、生生间的对话交流，开展小组合作讨论学习，使教学过程能够确立学生在教学活动中的中心地位，让学生从自己的学习体验和感悟中获得知识，向学生学习活动要效益，体现以学生为中心的原则。3.热力学第二定律不象以往的实验定律可以推导和验证，是在大量实验事实的基础上总结出来，内容的表述比较抽象和难以理解，教师要引导学生对关键词的作深刻地理解，要引导学生多运用实例来辅助理解。

4.夯实知识基础，灵活运用技能是三维教学目标中第一要素，本节课除了使用教材中“问题与练习”外，还设计了四道练习题，在教学过程中结合学生的学习状况灵活使用，帮助学生更好理解定律。《课后思考题》有助于学生更深刻地理解定律。【教学目标】

一、知识与技能

1.了解热传递过程的方向性。

2.知道热力学第二定律的两种不同的表述，以及这两种表述的物理实质。3.知道什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成。

二、过程与方法

1．热力学第二定律的表述方式与其他物理定律的表述方式有一个显著不同，它是用否定语句表述的。

第二篇：《热力学第二定律》教学设计

《热力学第二定律》教学设计

【教学目标】

一、知识和技能

1、能判断涉及热现象的宏观过程是具有方向性的；

2、知道并理解热力学第二定律的两种经典表述；

3、形成关于宏观热现象都具有不可逆性的概念；

4、认识到热力学第一定律与热力学第二定律具有同样重要的意义。

二、过程和方法

分析各种热学现象的过程，归纳出现象背后的普遍规律──热力学第二定律。

三、情感、态度和价值观

1、体会科学发现的曲折性和必然性；

2、体会热力学第二定律对于人类实践的指导意义。

【教学重点和难点】

重点：热力学第二定律内容的理解。

难点：热力学第二定律的两种表述的理解。

【设计思路与教学流程】

设计思路：

本节内容的课程标准是：“通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律。”热力学第二定律是紧跟在热力学第一定律之后的一节内容。学生早在初中就知道了能量的转化与守恒定律，在学完了热力学第一定律之后，对于能量守恒的认识就更深刻了。因此在此基础上提出“利用海水降温释放的热量作为新能源”这一设想，让学生思考、讨论而引入新课。然后再列举一些自发的热学现象，归纳出其中共同的特征：过程的不可逆性。然后就其中的热传导与功热转化两个过程具体分析，归纳出热力学第二定律的两种经典表述：克劳修斯表述和开尔文表述。热力学第二定律的实质就是指宏观自发的涉及热现象的过程都是不可逆的，任何一类宏观自发的热学过程都可以作为热力学第二定律的表述。本节课的难点在于如何理解热力学第二定律的两种表述，特别是开尔文表述。教学中尽可能多地让学生分析实例，再借助于一些多媒体素材（我利用了一些视频及热机、内燃机两个flash动画），从正、反两方面帮助学生形成对热学现象中的过程认识：热量可以自发地从高温物体传到低温物体；功可以全部转化为热；热量可以从低温物体传到高温物体（但要有条件）；热可以转化为功（但不完全）。最终认识到热力学第二定律是与热力学第一定律并重的一条客观规律。

教学流程：

【教学资源】

多媒体课件（包括视频及flash动画）

【教学实录】

一、引入新课

师：我们刚刚学过了热力学第一定律，即能量的转化与守恒定律。既然能量的总量是不变的，但为什么还说有能源危机，还要提倡节约能源呢？曾经有这样一个设想（展示幻灯片），试图来解决我们的能源危机。

（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：请大家相互讨论一下，该方案可行吗？

„„（学生分组讨论）

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：我们先从分析一组物理现象开始。请看下面的一些视频：①空气和二氧化氮气体的扩散；②烧红的铁棒浸入水中冷却；③向密闭的广口瓶中充气，将瓶塞充开；④在草坪上滚动的足球最终停下来；⑤一玻璃杯从桌子边缘摔在地面上破碎。（展示视频）

师：这些是我们眼中能看到的现象，大家能否描述一下上述现象的逆过程？并判断这些逆过程可能实现吗？注意语言表述的准确性，大家相互讨论一下。

„„（学生分组讨论）

生1：现象①的逆过程是均匀混合的空气与二氧化氮气体过一段时间变的泾渭分明：上面是空气，下面是二氧化氮。该过程不可能。

生2：现象②的逆过程是浸在水中的铁棒过一段时间后吸收水的热量变红了，而水温降低了。该过程不可能。

生3：现象③的逆过程是从瓶中冲出去的气体又自动回到瓶中，瓶中气体的压强达到了将瓶塞冲开时的压强。该过程不可能。

生4：现象④的逆过程是静止在草坪上的足球自动地吸收草地的热量转化为足球的动能，足球滚了起来。该过程不可能。

生5：现象错误！链接无效。的逆过程是碎在地面上的玻璃杯自动地变成完整的杯子，并跳回桌面。该过程不可能。

师：所有的这些现象有何共同特征？

生：都是不可逆的。

师：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：分析诸如②的热传导过程，要发生热传导必须具备什么条件？

生：要有温度差。

师：那么自发的热传导过程有什么特征？

生：总是从高温物体向低温物体传导。

师：热量能否从低温物体传导到高温物体？

生1：不能，诸如②中不可能出现铁棒变红、水温降低的现象。

生2：可能的，电冰箱工作时就是将热量从低温环境传导到高温环境。

师：很好，让我们一起来分析电冰箱的工作过程。请考虑三个问题：一是电冰箱中热量传导的方向性；二是电冰箱中这种热量传导有没有条件？三是分析电冰箱工作时能量转化情况。请大家相互讨论一下。

„„（学生分组讨论）

生1：电冰箱工作时是将热量从低温环境传到高温环境；

生2：只有在电冰箱插上电源后，才能实现上述热量传导过程；

生3：电冰箱工作时，消耗了电能。

师：电冰箱工作时，消耗了电能，再考虑电冰箱制冷剂在箱内吸收的热量与在箱外释放的热量，该过程中能量守恒吗？

生4：能量肯定是守恒的，也许释放到电冰箱外的热量大于在电冰箱内吸收的热量。

师：你的说法不错，诸如过程②和电冰箱的工作过程可以用下面的流程图来表示：

可见，热量传导可以从低温物体到高温物体。可以设想，拔掉电源的冰箱是不可能达到制冷效果的，也就是下面的过程不可能：

（展示幻灯片）

师：早在1850年德国物理学家克劳修斯总结了热传导过程的规律，称之为热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。请大家再将这一意思换一种表述方法。

生：也可以说成：热量不可能从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。

四、功热转化过程分析──开尔文表述

师：足球在草坪上滚动最终停下来，试分析该过程中的能量转化情况。

生：足球的动能转化为内能。

师：再比如小球从高处落下掉进沙坑，能量的转化情况怎样？

生：小球的机械能转化为内能。

师：机械能可以全部转化为内能，那么内能能否转化为机械能？

生1：不能，因为上面的过程是不可逆的。

生2：可以的，热量可以由高温物体传到低温物体，但也可以由低温物体传到高温物体。

师：你的类比不错。这一问题先搁一下，我们再分析两个实例：一是热机；二是内燃机。（展示flash动画）

请观察热机与内燃机的工作流程，并分析能量转化的情况。

生1：热机工作过程中，锅炉中的水被加热变成水蒸气，水蒸气推动汽缸活塞对外做功，然后排出的尾气经过冷凝器变成液态水回到锅炉。该过程中的能量转化过程是：煤的化学能转化为水蒸汽的内能，再变为活塞运动的机械能。

生2：内燃机工作过程中，先吸入空气与汽油的混合气体，接着活塞向上运动压缩混合气体，点火后混合气体爆炸，推动活塞对外做功，最后将汽缸中的尾气排出。该过程中混合气体的内能转化为机械能。

师：以上两个过程都存在内能转化为机械能的现象。请分析这些过程中，内能全部转化为机械能吗？

生3：不能，因为机械装置存在摩擦损耗，要消耗部分能量。

生4：从汽缸中排出的尾气也带走了部分能量。

师：这样看来，机械能与热能之间的转化也可以用下面的流程图来表示：

（展示幻灯片）

师：热机或内燃机就是从高温热源吸收热量Q1，其中对外做功为W，到低温热源放出热量Q2。这一过程是通过工作物质如水蒸气、汽油和空气混合气体的燃烧等来完成，这些工作物质简称为工质。即使将摩擦损耗的能量理想化地降低到零，也不可能排除尾气带走的热量。在1851年，开尔文就功与热的转化提出了：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其它影响。这就是热力学第二定律的开尔文表述。所以热机、内燃机的效率总有：。即下面的过程是不可能完成的：

（展示幻灯片）

师：大家能否就开尔文表述换一种说法？

生：不可能有效率为100%的热机。

师：这种说法更简洁。事实上，一般的汽车上的汽油机械效率只有20%～30%，蒸汽轮机的效率比较高，也只能达到60%。

五、热力学第二定律的实质

师：热传导过程与功热转化过程的分析，得到了热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述。这两种表述的共同点是什么？

生：都指明了物理进程的一种方向性。

师：不错，热力学第二定律的实质就是指明了自发的宏观热现象具有方向性。任何一类宏观自然过程进行方向的说明可以作为热力学第二定律的表述。请观察扩散现象、气体向真空扩散的过程（展示幻灯片）。大家能否结合这些现象给出热力学第二定律的其他表述呢？

生1：热力学第二定律也可表述为：扩散过程是不可逆的。

生2：热力学第二定律也可表述为：气体向真空中自由膨胀的过程是不可逆的。

师：这些说法都不错，当然还有其他不同的表述，所有的这些表述都是等价的。请同学们课后相互讨论交流。

六、回顾与思考

师：现在让我们来回顾一开始提出的设想：能否利用海水降温的方法获取有用功？

生1：不行，该过程尽管不违背能量守恒定律，但却违背了热力学第二定律。

师：违背了热力学第二定律中的哪种表述？

生2：违背了开尔文表述。即不可能从海水这单一热源吸收热量，使之变为有用功，而不产生其他影响。

师：不错。但是在没有发现热力学第二定律之前，有许多科学家就试图制造诸如此类的机器，这称之为第二类永动机。现在看来，第二类永动机也不可能实现。开尔文表述是从功能关系来表述的，因此开尔文表述也可说成：第二类永动机不可能实现。可见我们不仅要受制于能量的转化与守恒定律，还要受到能量转化方向的制约。也可以说热力学第一定律指明了我们所拥有的“资本”总量；热力学第二定律则规定了我们“资本”运营的方式和方法。

课后请同学们再利用热力学定律说明开始的五个视频的逆过程为什么不能完成，并完成教材后的问题与练习题。

【教学反思】

与热力学第一定律不同的是，热力学第二定律与日常的生活、学习较远，并且热力学第二定律的两种表述实质上是通过大量实例归纳出来的，因此教学过程中利用好学生熟悉的热学现象和曾经接触过的物理模型就非常重要。而课堂中学生积极主动地发表个人的看法，不管是对的，还是错的，都对本课达成教学目标起到的推进作用。教学中利用流程图形象地将能量转化与守恒的特征与转化的方向性特征并重地表示出来，并从多角度描述热力学第二定律，有效地帮助学生建构了比较完整的宏观热学规律体系。

第三篇：高二物理热力学第二定律教案

高二物理热力学第二定律教案

【教材分析】

本节介绍热力学第二定律，该定律与热力学第一定律是构成热力学知识的理论基础，热力学第一定律对自然过程没有任何限制，只指 出在任何热力学过程中能量不会有任何增加或损失，热力学第二定律解决哪些过程可以发生，教学时要注意讲清二者的关系。

对于热力学第二定律，教材先从学生比较熟悉的热传导过程的方向性入手，研究与分子热运动有关的过程的方向性问题，以期引起学生思维的深化，也作为学习热力学第二定律的基础。

教材介绍了热力学第二定律的两种表述：一种是按照热传导过程的方向性表示，另一种是按照机械能与内能转化过程的方向性表述，这两种表述都表明：自然界中一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，教学时，要注意说明这两种不同表述的内在联系，讲清这两种表述的物理实质。

第二类永动机是指设想中的效率达到100%的热机，由于在自然界中把热转化为功时，不可避免地把一部分热传递给低温的环境，所以第二类永动机不可能制成。

【设计思想】 1.从实际问题导入，从简单的实验开始，尽可能引导学生联系自己熟悉的，身边的生活现象的实例，在教学内容上使物理贴近学生生活、联系社会实际，体现《标准》倡导的“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。

2.积极创设情景，开展师生、生生间的对话交流，开展小组合作讨论学习，使教学过程能够确立学生在教学活动中的中心地位，让学生从自己的学习体验和感悟中获得知识，向学生学习活动要效益，体现以学生为中心的原则。

3.热力学第二定律不象以往的实验定律可以推导和验证，是在大量实验事实的基础上总结出来，内容的表述比较抽象和难以理解，教师要引导学生对关键词的作深刻地理解，要引导学生多运用实例来辅助理解。

4.夯实知识基础，灵活运用技能是三维教学目标中第一要素，本节课除了使用教材中“问题与练习”外，还设计了四道练习题，在教学过程中结合学生的学习状况灵活使用，帮助学生更好理解定律。《课后思考题》有助于学生更深刻地理解定律。

【教学目标】

一、知识与技能

1.了解热传递过程的方向性。

2.知道热力学第二定律的两种不同的表述，以及这两种表述的物理实质。3.知道什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不可能制成。

二、过程与方法

1．热力学第二定律的表述方式与其他物理定律的表述方式有一个显著不同，它是用否定语句表述的。

2．热力学第二定律的表述不只一种，对任何一类宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述，学习本节时注意这一方法。

三、1． 情感、态度与价值观

通过学习热力学第二定律，可以使学生明白热机的效率不会达到100%，我们只能想办法尽量提高热机的效率，但不能渴求达到100%。

2． 生。

【重点、难点分析】：

重点：热力学第二定律两种常见的表述。

难点：1.热力学第二定律的开尔文表述。

2.自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。【课时安排】： 1课时 【课前准备】：

教师：多媒体课件，一个电冰箱模型，一盆凉水，准备一个酒精灯和一个铁块，铁钳。学生：课前预习课文，在家观察自家的电冰箱。【教学设计】：

引入新课：

【问题】我们在初中学过，当物体温度升高时，就要吸收热量；当物体温度降低时，就要放出热量。而自然界发生的一切过程中的能量都是守恒的，但不违背能量守恒定律的宏观过程并都能发

且热量公式Q = cm△t，这里有一个有趣的问题：地球上有大量的海水,它的总质量约为1.4×10t , 如果这些海水的温度降低0.1C,将要放出多少焦耳的热量?海水的比热容为C=4.2×10J/(kg·℃)。下面请大家计算一下。

学生计算：Q = 4.2×10×1.4×10×10×0.1 J = 5.8×10J 这相当于1800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量。为什么人们不去研究这“新能源”呢？原来，这样做是不可能的，这涉及物理学的一个基本定律，这就是本节要讨论的热力学第二定律。

【设计意图】：从实际问题入手，唤起学生对学习的兴趣。从学生已有的热学知识出发引入新的知识，使过渡自然，减少学生对新知识的唐突性。

【板书】 第四节 热力学第二定律

【板书】

一、热传递的方向性

教师实验，点燃酒精灯，用钳夹住事先准备好的铁块，在火焰上灼烧一段时间后，问学生现在如果用手摸会出现什么现象？下面把灼热的铁块放入冷水中，过一段时间，拿出铁块现在你们敢用手摸吗？通过这个实验说明什么问题？

学生思考，教师给予启发

学生答：热量从温度高的物体自发地传给温度低的物体

再让学生列举一些这样的例子，例如：雪花落在手上就融化，挨着火炉就温暖等等。利用课本中“思考与讨论”开展小组讨论并进行对话交流。

教师反问学生：有没有可能发生这样地现象，热量自发地从低温物体传给高温物体，使低温物体的温度越来越低，高温物体的温度越来越高。这里所说的“自发地”，指的是没有任何外界的影响或帮助。学生思考讨论一会后，有的同学可能产生疑问：电冰箱内部的温度比外部低，为什么致冷系统还能够不断地把冰箱内的热量传给外界的空气？

事前我们让大家观察自家的电冰箱，请同学做简要的回答，教师进行点拨。然后，展示电冰箱模型给学生简要讲解(多媒体课件)。

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这是因为电冰箱消耗了电能，对致冷系统做了功。一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了。相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度逐渐升高。

【学生总结】热传导的方向性：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。要实现相反过程，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化。

【板书】结论:热力学第二定律的一种表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体。这是热力学第二定律的克劳修斯表述。

老师讲解对定律的理解:这里阐述的是热传递的方向性.在这个表述中,“自发”二字指的是:当两个物体接触时,不需要任何第三者的介入、不会对任何第三者产生任何影响,热量就能从一个物体传向另一个物体.当两个温度不同的物体接触时,这个“自发”的方向是从高温物体指向低温物体的。

教师指出：热力学第二定律的克劳修斯表述实质上就是：热传递过程是不可逆的。【设计意图】：

1.联系学生熟悉的，身边的生活现象，使知识的学习贴近学生的生活，使学生感受物理知识就在身边，存在于生活，强化学生的实践意识，使情感成为学习动力。

2.通过师生的对话交流，在互动中实现思维的碰撞，突出学生的学习过程，体现以学生为中心的原则，从自己的学习体验和感悟中获得知识，向学生学习活动要效益。

3.热力学第二定律的克劳修斯表述中的“自发”是定律表述的关键词，教师要引导学生作深刻理解。【板书】

二、热力学第二定律的另一种表述(第二类永动机)

前面我们学习了第一类永动机，不能制成的原因是什么？（违背了能量守恒），什么是第二类永动机呢？ 分组合作学习，思考讨论下列问题： 1.热机是一种把什么能转化成什么能的装置？ 2.热机的效率能否达到100%？ 3.第二类永动机模型 4.机械能和内能转化的方向性

然后由各小组代表回答，教师进行思路点拨 1.热机是一种把内能转化成机械能的装置 2.热机的效率不能达到100% 原因分析：

以内燃机为例，气缸中的气体得到燃烧时产生的热量为Q1，推动活塞做工W，然后排出废气，同时把热量Q2散发到大气中，由能量守恒定律可知：Q1 = W + Q2

我们把热机做的功W和它从热源吸收的热量Q1的比值叫做热机的效率，用η表示 η=W / Q1

实际上热机不能把得到的全部内能转化为机械能，热机必须有热源和冷凝器，热机工作时，总要向冷凝器散热，不可避免的要由工作物质带走一部分热量Q2，所以有：Q1>W 因此，热机的效率不可能达到100%，汽车上的汽油机械效率只有20%～30%，蒸汽轮机的效率比较高，也只能达到60%，即使是理想热机，没有摩擦，也没有漏气等能量损失，它也不可能把吸收的热量百分之百的转化成机械能，总要有一部分散发到冷凝器中。

师生总结:热力学第二定律的另一种表述: 【板书】不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功,而不产生其他影响。这是热力学第二定律的开尔文表述(也称第二类永动机)。

教师应该强调定律内容“而不产生其他影响”这个条件，举出“绝热膨胀”的例子加以说明。第二类永动机并不违反能量守恒定律，人们为了制造出第二类永动机作出了各种努力，但同制造第一类永动机一样，都失败了。

为什么第二类永动机不可能制成呢？

因为机械能和内能的转化过程具有方向性。机械能全部转化成内能，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化。

再举实例，说明有些物理过程具有方向性。

〈学生思考回答，教师引导点拨〉 1.气体的扩散现象。

2.书上连通器的小实验（气体向其中膨胀）。【板书】热力学第二定律的两种表述

表述一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化

（按照热传递的方向性来表述的）

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。也可表述为第二类永动机是不可能制成的。（机械能与内能转化具有方向性）

这两种表述是等价的，可以从一种表述导出另一种表述，所以他们都称为热力学第二定律。

热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性。（自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性）。

因此,对任何一类宏观自然过程进行方向的说明,都可以作为热力学第二定律的表述。如图中,盒子中间有一个挡板,左室为真空,右室有气体。撤去挡板后右室的气体自发地向左室扩散,而相反的过程不可能自发地进行。因此，热力学第二定律也可以表述为:气体向真空的自由彭胀是不可逆的。

【注意】 ：不管如何表述，热力学第二定律的实质在于揭示了：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。

【本节小结】:回过头分析引入的例子,学生应用热力学第二定律分析,老师点拨总结。进一步说明第二类永动机不能制成的,违背热力学第二定律。

【设计意图】：

1.热力学第二定律的开尔文表述比较抽象和难以理解，需要学生通过合作学习，在讨论和交流中认识规律，再通过教师的点拨指导才能更好的理解和掌握规律。

2.热力学第二定律是在大量实验事实的基础上总结出来的，教学过程要引导学生多运用实例来辅助理解。

3.分析引入的例子，学生应用热力学第二定律分析，师生共同小结本节内容，首尾呼应，学以致用。

第四篇：甘肃省化工工程师《基础知识》：热力学第二定律考试题

甘肃省化工工程师《基础知识》：热力学第二定律考试题

一、单项选择题（共 25题，每题2分，每题的备选项中，只有1个事最符合题意）

1、2mol的单原子理想气体，某过程的△（pV）=26kJ，则此过程的焙变△H=（）。A．26kJ B．39kJ C．65kJ D．32.5kJ

2、一定量的H2(g)，在绝热、恒容下发生下列反应：

H2(g)+O.5O2(g)→H2O(g)则此过程的△U__；△H__；△S__；△A__；△G__。A．(＞0 B．(=0 C．(＜0 D．(无法确定

3、可行性研究是基本建设前期工作的重要内容，其主要任务是__。A．(A)对项目的必要性和可行性作分析预测

B．(B)对项目技术的先进性、经济的合理性作出论证和比较 C．(C)应该包括A、B两项

D．(D)对项目的必要性和先进性进行论证

4、某液体混合物用一种高效萃取剂萃取，经一次接触即能达到要求的分离任务，宜选用__。

A．(填料萃取塔 B．(筛板萃取塔 C．(单级式萃取器 D．(转盘萃取塔

5、在一连续精馏塔中分离苯-甲苯混合物。已知原料液的流量为10kmol/h，其中含苯0.56(摩尔分数)。若要求苯的回收率为96.5%，塔釜残液中含苯0.026(摩尔分数)，则塔顶产品的流量为__。A．(193.33kg/h B．(2.46kg/h C．(207.28kg/h D．(225.36kg/h

6、对称三相四线制供电电路，若端线(相线)上的一根保险丝熔断，则保险丝两端的电压为____ A：线电压;B：相电压;C：相电压+线电压;D：线电压的一半。

7、通常在换热器的设计中规定甲山值不应小于__，否则△tm经济上不合理。A．(0.3 B．(0.4 C．(0.8 D．(1.0

8、体系的能量变化等于__。A．(A)体系内能的变化

B．(B)体系吸收的热量减去体系对环境所做的功 C．(C)体系动能和势能的变化之和

D．(D)分子间势能和动能、原子间键能等之和

9、对于反应。2NO2→2NO+O2，选用不同的反应物和产物来表示反应速率时，其相互关系为（）。A.A B.B C.C D.D

10、在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是__。A．(A)操作稳定安全

B．(B)一般年产量大于4500吨的产品 C．(C)反应速度极慢的化学反应过程 D．(D)工艺成熟

11、离心泵抽空、无流量，其发生的原因可能有①启动时泵内未灌满液体;②吸入管路堵塞或仪表漏气;③吸入容器内液面过低;④泵轴反向转动;⑤泵内漏进气体;⑥底阀漏液。你认为可能的是____ A：①、③、⑤;B：②、④、⑥;C：全都不是;D：全都是

12、有一套管换热器，环隙中有119.6℃的蒸气冷凝，管内的空气从20℃被加热到50℃，管壁温度应接近____ A：20℃;B：50℃;C：77.3℃;D：119.6℃

13、停止差压变送器时应____ A：先开平衡阀，后开正负室压阀;B：先开平衡阀，后关正负室压阀;C：先关平衡阀，后开正负室压阀;D：先关平衡阀，后关正负室压阀

14、某对象特性可用微分方程表示，则该对象的放大系数为（）。A．10 B．4 C．4/10 D．2.5

15、某液体的比体积为0.001m3/kg，则其密度为____kg/m3。A：1000;B：1200;C：810;D：900

16、化工设备常用材料的性能可分为工艺性能和____。A：物理性能;B：使用性能;C：化学性能;D：力学性能

17、与液体相比，输送相同质量流量的气体，气体输送机械的____ A：体积较小;B：压头相应也更高;C：结构设计更简单;D：效率更高

18、从解吸塔出来的半贫液一般进入吸收塔的____，以便循环使用。A：中部;B：上部;C：底部;D：上述均可

19、常被用来吸附净化尾气中的有机蒸气、恶臭物质和某些有毒有害气体的吸附剂是__。A．(A)硅胶

B．(B)活性氧化铝 C．(C)活性炭 D．(D)分子筛

20、设有一热机在环境温度为300 K时其热效率为20%，则该热机的高温热源的温度至少为__。A．(A)375K B．(B)350K C．(C)325K D．(D)取决于工质

21、某真实气体节流膨胀过程的△(pV)=250J，则此过程的△U=__。A．(250J B．(-250J C．(0 D．(无法确定

22、对于往复泵，下列说法错误的是____ A：有自吸作用，安装高度没有限制;B：实际流量只与单位时间内活塞扫过的面积有关;C：理论上扬程与流量无关，可以达到无限大;D：启动前必须先用液体灌满泵体，并将出口阀门关闭

23、有一复合反应为A+B→D，其反应机理为

用平衡近似法导得复合反应以D的生成速率表示的速率方程为（）。A.A B.B C.C D.D

24、下列说法中，正确的是__。

A．(A)一定压力下，混合物的泡点温度比露点温度高 B．(B)一定温度下，混合物的泡点压力低于露点压力

C．(C)一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点 D．(D)纯物质的泡点线符合拉乌尔定律的直线

25、高放射性废物一般采用__固化剂固化。A．(A)水泥 B．(B)沥青 C．(C)塑料 D．(D)玻璃

二、多项选择题（共25题，每题2分，每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得 0.5 分）

1、环保监测中的COD表示____ A：生化需氧量;B：化学耗氧量;C：空气净化度;D：噪音强度

2、在利用热电阻传感器检测温度时，热电阻与仪表之间采用____连接。A：二线制;B：三线制;C：四线制;D：五线制

3、对流传热的热阻主要集中在__。A．(A)湍流主体 B．(B)缓冲层 C．(C)滞流内层

D．(D)以上三层均接近

4、生产过程中产生的静电电压的最高值能达到____以上。A：数十伏;B：数百伏;C：数千伏;D：数万伏

5、PG 1310—300 A1A 为某一管道的标注，其中300是指____ A：主项编号;B：管道顺序号;C：管径;D：管道等级

6、正弦交流电的三要素是____ A：电压、电流、频率;B：周期、频率、角频率;C：最大值、初相角、角频率;D：瞬时值、最大值、有效值

7、在简单蒸馏过程中，蒸馏釜内易挥发组分的组成逐渐__，釜残液的泡点逐渐__。

A．(A)升高，降低 B．(B)升高，升高 C．(C)降低，降低 D．(D)降低，升高

8、设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强____ A：愈大;B：愈小;C：愈接近大气压;D：无法确定

9、关于评标组织，下列说法错误的是__。A．(评标是审查、确定中标人的必经程序 B．(评标委员会应依法设置

C．(评标委员会人数一般应为5人以上偶数 D．(评标委员会由招标人负责组织

10、项目经理的主要职责有__。A．(是公司法定代表人在工程项目上的全权委托代理人，代表公司行使承担工程项目承包合同中承包方的权利和义务，对公司法定代表人负责 B．(按照公司的制度和授权，全面领导并主持项目的各项工作

C．(负责按合同规定的承包工作范围、内容和约定的建设工期、质量标准、投资限额全面完成合同规定的项目任务和目标 D．(协调公共关系

11、用饱和水蒸汽加热空气时，传热管的壁温接近____ A：蒸汽的温度;B：空气的出口温度;C：空气进、出口平均温度;D：无法确定 12、298 K时，C(石墨)与Cl2(g)的标准生成热____ A：前者为0，后者不为0;B：均小于0;C：均等于0;D：均大于0

13、化学反应热不仅与化学反应有关，而且与____ A：反应温度和压力有关;B：参加反应物质的量有关;C：物质的状态有关;D：以上三种情况有关

14、除去废水中的漂浮物，最简单的装置是__。A．(A)格栅

B．(B)板框压滤机 C．(C)袋式过滤器 D．(D)离心分离器

15、关于爆炸，下列不正确的说法是____ A：爆炸的特点是具有破坏力，产生爆炸声和冲击波;B：爆炸是一种极为迅速的物理和化学变化;C：爆炸可分为物理爆炸和化学爆炸;D：爆炸在瞬间放出大量的能量，同时产生巨大声响

16、下列四种阀门，通常情况下最适合流量调节的阀门是____ A：截止阀;B：闸阀;C：考克阀;D：蝶阀

17、根据《中华人民共和国海洋环境保护法》规定，禁止向海域排放含__的废水。A．(A)油类、重金属、酸液、碱液 B．(B)油类、铅废水、酸液、碱液

C．(C)油类、酸液、碱液、剧毒废液、高(中)水平放射性物料 D．(D)有机染料、酸液、碱液

18、旋风分离器主要是利用____的作用使颗粒沉降而达到分离。A：重力;B：惯性离心力;C：静电场;D：重力和惯性离心力

19、____有知觉且呼吸和心脏跳动还正常，瞳孔不放大，对光反应存在，血压无明显变化。A：轻型触电者;B：中型触电者;C：重型触电者;D：假死现象者

20、质量控制点可划分为A、B、C三级，其中C级为__。A．(一般质量控制点

B．(由施工单位质量检验人员检查确认

C．(由施工单位、工程公司双方质量检验人员共同检查确认 D．(由业主确认

21、由克拉佩龙方程可知：当压力升高时，冰的熔点必然会__。A．(升高 B．(保持不变 C．(降低

D．(无一定变化规律

22、A、B两组分组成一液态完全互溶的真实液态棍合物的气、液平衡系统，已知在温度T下，纯A（1）液体和纯B（1）液体的饱和蒸气压分别为。实验测得在温度T下，A、B两组分的压力一组成（p一x）图上，山现系统的总压力既大于，说明该系统（）。A．产生最大正偏差 B．产生最大负偏差 C．不产生偏差 D．无法确定

23、切断阀主要用于停启物流的流动，（）通常用作切断阀。A．闸阀 B．截止阀 C．止回阀

D．自控调节阀

24、泵将液体由低处送到高处的高度差叫做泵的____ A：安装高度;B：扬程;C：吸上高度;D：升扬高度

25、在非金属液体中，____的导热系数最高。A：水;B：乙醇;C：甘油;D：甲醇

第五篇：高二物理教案分子热运动 能量守恒-热力学第二定律

热力学第二定律

课时：1 课时

教学要求：

1、以热传导和机械能与内能的相互转化为例，让学生知道宏观热学过程是有方向性的；

2、让学生知道第二类永动机是不可能制成的；

3、让学生初步了解热力学第二定律的两种内容 表述，并能用之去解释一些简单的现象；

教学过程：

一、引入新课：

有趣的问题：地球上有大量海水，它的总质量约为1.4×1018 t，只要这些海水的温度0.1℃，就能放出5.8×1023 J的热量，这相当于1800万个核电站一年的发电量。为什么人们不去研究这种“新能源”呢？原来，这样做是不可能的。这涉及物理学的一个基本定律。

二、新课讲授：

（一）热传导的方向性：

大家都有这样的经验：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。从未有过这样的现象：热量会自发地从低温物体传给高温物体，使低温物体的温度越来越低，高温物体的温度越来越高。（这里所说的“自发地”，指的是没有任何外界的影响或者帮助）也许会产生一个疑问：电冰箱内部的温度比外部低，为什么致冷系统还能不断地把箱内的热量传给外界的空气？这是因为电冰箱消耗了电能，对致冷系统做了功。一旦切断电源，电冰箱就不能把箱内的热量传给外界的空气了。相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使箱内的温度逐渐升高。

在这里，我们看到，热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反方向却不能自发地进行。要实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而产生其化影响或引起其化变化。

（二）第二类永动机：

一个在水平地面上运动的物体，由于克服磨擦力做功，最后要停下来。在这个过程中，物体的动能转化为内能，使物体和地面的温度升高。但是，人们决不会看到这样的现象：一个放在水平地面上的物体，温度降低，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来！

有人可能提出一种设想：发明一种热机，它可以把物体和地面磨擦所生的热量都吸收过来，对物体做功，将内能全部转化为动能，使物体在地面上重新运动起来，而不引起其他变化。这是一个非常诱人的设想。这个设想并不违反能量守恒定律，若真能制成这种热机，本节开始时提到的，单从海水中吸取热量来做功，就成为可能了，“能源问题”也就解决了。

热机是一种把内能转化为机械能的装置。以内燃机为例：气缸中的气体得到燃料燃烧时产生的热量Q1，推动活塞做功W，然后排出废气，同时把热量Q2。

我们把热机做的功W和它从热源吸收的热量Q1的比值叫做热机的效率，用表示，则有：

= W / Q1实际上，热机不能把它得到的全部内能转化为机械能。以汽车内燃机为例：只有当气缸中工作物质的温度比大气温度高时内燃机才能工作，所以Q2这部分热量是不可避免的。热机工作时，总要向冷凝器散热，总要由工作物质带走一部分热量Q2，所以总有Q1＞W。因此，热机的效率不可能达到100%，汽车上的汽油机，效率只有20%∽30%，燃气轮机的效率比较高，也只能达到60%。即使是理想热机，没有磨擦，也没有漏气等能量损失，它也不可能把吸收的能量百分之百地转化成机械能，总要有一部分热量散发到冷凝器中。