План урока "Необратимость тепловых процессов"

Физика 8 класс.

Тема. Необратимость тепловых процессов. Второй закон термодинамики. Роль термодинамики в современной физике.

Целеполагание:

Все учащиеся смогут объяснить явление второго закона термодинамики с точки зрения необратимости процессов.

Большинство учащихся смогут применять данные знания на практике и в жизни.

Некоторые учащиеся смогут раскрыть причинно-следственные связи в изучаемом материале: второй закон термодинамики.

Оборудование: карточки, учебники.

Ход урока:

I.Орг момент.

II Проверка домашнего задания.

Работа по карточкам.

III.Новый материал.

Первый закон термодинамики не позволяет определить, в каком направлении может происходить термодинамический процесс.

Пример: основываясь на законе сохранения и превращения энергии, нельзя предвидеть, в каком направлении будет происходить теплообмен между двумя телами, нагретыми до различных температур: с точки зрения первого закона термодинамики одинаково возможен как переход энергии в форме теплоты от более нагретого тела к менее нагретому, так и обратный переход.

Первый закон термодинамики допускает создание вечного двигателя первого рода.

Так называется двигатель, в котором рабочее тело, совершая круговой процесс, получало бы энергию в форме теплоты от одного внешнего тела и целиком передавало бы её в форме работы другому внешнему телу.

Невозможность создания вечного двигателя второго рода является утверждением, вытекающим из обобщения многочисленных опытов.

Оно называется вторым законом (началом) термодинамики и имеет несколько эквивалентных друг другу формулировок:

Формулировка Кельвина-Планка.

Невозможно построить периодическую действительную машину вся деятельность которой сводилась бы к поднятию тяжести и охлаждение источников.

То есть невозможен вечный двигатель второго рода – машина совершающая работу за счёт теплоты полученной при контакте с одним тепловым резервуаром.

Формулировка Клаузиуса.

Невозможно создать периодически действующую машину все действия, которой сводились бы только к переносу теплоты от менее нагретого к более нагретому телу.

То есть невозможен самопроизвольный переход теплоты от менее нагретого к более нагретому телу. Это процесс всегда сопровождается изменениями во внешней среде.

Второй закон термодинамики может быть сформулирован в виде теоремы Карно.

Теорема Карно.

Ни одно устройство работающее циклами между двумя данными источниками тепла не может иметь КПД больше, чем устройство Карно, работающее между теми же источниками тепла.

Математически второй закон термодинамики записывается: .

Второй закон термодинамики указывает на необратимость процесса превращения одной формы передачи энергии – работы в другую форму передачи энергии – теплоту.

Пример: При относительном движении двух тел с трением происходит необратимый переход энергии упорядоченного движения тела как целого (обратимого перехода быть не может) в энергию беспорядочного теплового движения частиц этих двух тел.

IV.Закрепление нового материала.

1.На чем основывается второй закон термодинамики?

2.Как записывается второй закон термодинамики в математическом виде?

3.Что невозможно создать по второму закону термодинамики?

V. Итог урока.

Домашнее задание: §

Обобщение, оценки.