第3节 珍惜大自然 新 课 程 标 准 学 业 质 量 目 标 1.知道能量转化是有方向性的。 2.认识环境污染的危害,了解科学·技术·社会·环境协调发展的重要性,具有环境保护的意识和行为。 合格性考试 1.了解自然过程及能量转化具有方向性,能在实际问题中解决相关问题。 2.了解熵的概念。 3.了解技术与社会及环境的关系。 选择性考试 1.知道能量转化的方向性,综合应用所学的物理知识解决实际问题。 2.理解熵的概念,知道熵在能量转化中的物理意义。 3.知道科学技术对社会及环境的影响,具有保护大自然环境的责任感。 一、自然过程的方向性 【思考】 冬天未安装暖气的室内,我们可以用如图所示的电暖气进行取暖,那么热量 是怎样传递的?能否反向进行? 提示:热量从较高温度的电暖气传向温度较低的房间,这个过程不可以反向进 行。 1.能量转化和转移的方向性: (1)在大多数自发情况下,能量最终都转化为_____,说明能量的转化具有_____。 (2)内能总是_____从高温物体向低温物体转移,而不可能自动地、不引起任何 变化地从_____物体向_____物体转移。 2.第二类永动机:从单一热源中吸热使之_____有用功而不产生其他影响。 3.自然过程的方向性:自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有 _____的不可逆过程。机械能可以_____转化为内能;反过来,内能不可能 _____、并不引起_____地完全转化为机械能。 内能 方向性 自动地 低温 高温 完全变成 方向性 完全 自动地 任何变化 4.下列说法正确的是_____ ①内能可以转化为机械能。 ②能量不能创造,不能再生,能量只能进行转化和转移,但能量间的转化和转移 没有方向。 ③热机的效率可以达到100%。 ④第二类永动机是做不成的。 ①④ 二、熵与地球家园 【情境思考】 如图所示是动画片《小猪佩奇》中整理房间的片段,从熵值的角度而言,哪幅图 片的熵值大?熵值的大小代表了什么? 提示:左边的图片熵值更大一些,熵值代表了无序程度,无序程度越大,熵值越 大。 1.熵的定义:处于不同状态的物体,分子运动的_____也不一样,为了描述这 种差异,物理学中引入了熵。 2.熵的作用:熵越高,就意味着系统越_____;熵越低,就意味着系统越_____。 3.能量中熵的含义:熵增加就意味着_____能量的增加,_____能量的减少。 无序程度 无序 有序 无效 有效 【易错辨析】 (1)热传递过程具有方向性。 ( ) (2)热量可以自发地从内能大的物体转移到内能小的物体。 ( ) (3)内能可以自发地转化为机械能。 ( ) (4)第二类永动机违背了能量守恒定律。 ( ) (5)熵值越大代表着越有序。 ( ) (6)孤立系统的总熵可能增大,也可能减小。 ( ) √ × × × × × 知识点一 自然过程的方向性 1.关于方向性的理解: (1)机械能与内能转化的方向性:机械能可以全部转化为内能,但内能不能全部 转化为机械能而不引起其他变化。机械能转化为内能不需要特定的装置,而内 能要转化为机械能却很复杂。 (2)热传递的方向性:内能总是自发地从高温物体向低温物体转移,而不能自发 地从低温物体向高温物体转移。 2.对于“自发”的理解: (1)“自发”是指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,也就是指没有任何外界的影响或帮助。热量会从高温物体传向低温物体,这就是“自发”的方向。 (2)机械能可以全部转化为内能,这个过程是“自发”的方向,但相反的过程不可能自发地进行而不引起任何变化。 3.热机的效率:任何热机都不可能把从高温热源吸收的热量全部用来对外做功,总要向低温热源放出一部分热量,因此热机的效率一定小于100%。 【问题探究】 夏天利用空调可以将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外,这与自然 过程的方向性存在矛盾吗? 提示:不矛盾,空调制冷的过程中消耗一定的电能,并不是自发进行的,故不违背 自然过程的方向性原理。 【典例示范】 ... ...
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