第一篇：熱力學(xué)的第二定律的認(rèn)識和思考解讀大全

熱力學(xué)的第二定律的認(rèn)識和思考

仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院

論文題目： 熱力學(xué)的第二定律的認(rèn)識和思考

論文作者： 鐘家業(yè)

作者學(xué)號：

所在院系： 機電工程學(xué)院

專業(yè)班級：

指導(dǎo)老師：

熱力學(xué)的第二定律的認(rèn)識和思考

摘要

熱力學(xué)第二定律是熱力學(xué)的基本定律之一，是指熱永遠(yuǎn)都只能由熱處轉(zhuǎn)到冷處(在自然狀態(tài)下)。它是關(guān)于在有限空間和時間內(nèi)，一切和熱運動有關(guān)的物理、化學(xué)過程具有不可逆性的經(jīng)驗總結(jié)。廣義生命演化意義上的熵，體現(xiàn)了生命系統(tǒng)衰落的過程。

關(guān)鍵詞 熱力學(xué)第二定律,第二類永動機，熵，時間，生活

1.熱力學(xué)第二定律及發(fā)展

1.1、熱力學(xué)第二定律建立的歷史過程

19世紀(jì)初，人們對蒸汽機的理論研究還是非常缺乏的。熱力學(xué)第二定律就是在研究如何提高熱機效率問題的推動下，逐步被發(fā)現(xiàn)的，并用于解決與熱現(xiàn)象有關(guān)的過程進行方向的問題。1824年，法國陸軍工程師卡諾在他發(fā)表的論文“論火的動力”中提出了著名的“卡諾定理”，找到了提高熱機效率的根本途徑。從1840年到1847年間，在邁爾、焦耳、亥姆霍茲等人的努力下，熱力學(xué)第一定律以及更普遍的能量守恒定律建立起來了。1848年，開爾文爵士(威廉·湯姆生)根據(jù)卡諾定理，建立了熱力學(xué)溫標(biāo)(絕對溫標(biāo))。這些為熱力學(xué)第二定律的建立準(zhǔn)備了條件。1850年，克勞修斯從“熱動說”出發(fā)重新審查了卡諾的工作，考慮到熱傳導(dǎo)總是自發(fā)地將熱量從高溫物體傳給低溫物體這一事實，得出了熱力學(xué)第二定律的初次表述。后來歷經(jīng)多次簡練和修改，逐漸演變?yōu)楝F(xiàn)行物理教科書中公認(rèn)的“克勞修斯表述”。與此同時，開爾文也獨立地從卡諾的工作中得出了熱力學(xué)第二定律的另一種表述，后來演變?yōu)楦珶挼默F(xiàn)行物理教科書中公認(rèn)的“開爾文表述”。上述對熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等價的，由一種表述的正確性完全可以推導(dǎo)出另一種表述的正確性。他們都是指明了自然界宏觀過程的方向性，或不可逆性?？藙谛匏沟恼f法是從熱傳遞方向上說的，即熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，而不可能從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化。利用致冷機就可以把熱量從低溫物體傳向高溫物體，但是外界必須做功。開爾文的說法則是從熱功轉(zhuǎn)化方面去說的。功完全轉(zhuǎn)化為熱，即機械能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能可以的，在水平地面上運動的木塊由于摩擦生熱而最終停不來就是一個例子。但反過來，從單一熱源吸取熱量完全轉(zhuǎn)化成有用功而不引起其他影響則是不可能的。[1] 1.2、熱力學(xué)第二定律的表述

1.2.1、熱力學(xué)第二定律的開爾文表述

熱力學(xué)的第二定律的認(rèn)識和思考

不可能從單一熱源吸取熱量, 使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響。這是按照機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性來表述的。表述中的“單一熱源”是指溫度均勻并且恒定不變的熱源。若熱源不是單一熱源，則工作物質(zhì)就可以從熱源中溫度較高的一部分吸熱而向熱源中溫度較低的另一部分放熱, 這實際上相當(dāng)于兩個熱源?！捌渌绊憽笔侵赋藛我粺嵩此盏臒嵊脕碜鞴σ酝獾娜魏纹渌兓?當(dāng)有其他影響產(chǎn)生時 ,把由單一熱源吸來的熱量全部用來對外作功是可能的。開爾文表述還可表達為：第二種永動機是不可能造成的。所謂第二種永動機就是一種違反開爾文表述的機器,它能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響, 但這種機器不違反能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。如果這種熱機能夠制成,那么就可以利用空氣或海洋作為熱源，從它們那里不斷吸取熱量而做功。果真如此,令人頭痛的能源問題也就解決了,因為海洋的內(nèi)能幾乎是取之不盡的。1.2.2 熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述

不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。這是按照熱傳導(dǎo)的方

熱力學(xué)的第二定律的認(rèn)識和思考

向性表述的?？梢宰C明, 熱力學(xué)第二定律的開爾文表述和克勞修斯表述是等效的。熱力學(xué)第二定律是總結(jié)概括了大量事實而提出的,由熱力學(xué)第二定律作出的推論都與實驗結(jié)果符合，從而證明了這一定律的正確性。經(jīng)驗告訴我們, 功可以完全轉(zhuǎn)變?yōu)闊?而熱力學(xué)第二定律指出,要把熱完全變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其他影響則是不可能的。但這一結(jié)論由熱力學(xué)第一定律是得不到的，因為無論功變熱或熱變功都不違反熱力學(xué)第一定律。經(jīng)驗還告訴我們 ,當(dāng)兩個溫度不同的物體互相接觸時,熱量由高溫物體向低溫物體傳遞。但是熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述指出，熱量不可能自發(fā)地由低溫向高溫傳遞。而這一結(jié)論也是不能從熱力學(xué)第一定律得到的,因為這個過程也不違反熱力學(xué)第一定律。由此看出 ,熱力學(xué)第二定律是獨立于熱力學(xué)第一定律的新規(guī)律 ,是一個能夠反映過程進行方向的規(guī)律。熱力學(xué)第二定律說明物體的內(nèi)能不能完全地（在不產(chǎn)生其他影響下）轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，相反，功卻可以完全地轉(zhuǎn)變?yōu)槲矬w的內(nèi)能。因此，功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程帶有單向性，是不可逆的。在自然界中存在著大量的不可逆現(xiàn)象，例如，熱量從高溫物體自發(fā)地傳向低溫物體 ,氣體自發(fā)地向真空膨脹, 兩種氣體自發(fā)混合(互擴散)等.顯然熱力學(xué)第二定律隱含地指出了其他不可逆過程的單向性。所以 ,熱力學(xué)第二定律是所有單向變化過程的一般規(guī)律。

下面我們從反面來說明這兩種說法的確是等價的：

①如果我們否定克勞修斯的說法，認(rèn)為熱量可以自發(fā)地從低溫物體B傳向高溫物體A，見圖4－1（a）的示意圖，設(shè)這個熱量為Q，我們再設(shè)想有一個卡諾熱機，從高溫?zé)嵩碅吸取熱量Q，一部分轉(zhuǎn)化為有用功W，另一部分Q′傳給了低溫?zé)嵩碆，這樣的整個過程中，高溫?zé)嵩碅沒有發(fā)生變化，相當(dāng)于只從低溫?zé)嵩碆吸收了（Q－Q′）的熱量而全部轉(zhuǎn)化為有用功，而不產(chǎn)生其他影響，從而開爾文的說法也就被否定了。

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②反過來，如果我們否定了開爾文的說法，認(rèn)為可以從單一熱源A吸取熱量，全部轉(zhuǎn)化為有用功而不產(chǎn)生其他影響，見圖4－1（b）的示意圖，設(shè)這部分熱量為Q1，做的有用功為W1（Q1－W1），我們再設(shè)想這部分有用功是帶動一個理想的致冷機工作，它從另一個低溫?zé)嵩碆處吸收熱量Q2，向熱源A放出熱量Q1′，則滿足Q1′=Q2＋W1，而Q1=W1，所以Q1′=Q2＋Q1。這樣，總的效果相當(dāng)于從低溫?zé)嵩碆處吸收了熱量Q。，向高溫?zé)嵩碅放出的熱量Q1′，在補償了Q1以后，正好也是Q2，這就等于熱量Q。自發(fā)地從低溫?zé)嵩碆傳向了高溫?zé)嵩吹夭]有發(fā)生其他變化，這就否定了克勞修斯的說法。

1.2.3 熱力學(xué)第二定律的普遍表述

1865年，克勞修斯引進“熵”的概念來反映這種運動變化的過程和方向, 從而可以從數(shù)學(xué)上嚴(yán)格地表述熱力學(xué)第二定律?！办亍币辉~來源于希臘語 entropia, 原意是轉(zhuǎn)換 ,中文意思是熱量被絕對溫度除所得的商。克勞修斯指出,在一個孤立系統(tǒng)（或叫封閉系統(tǒng)）內(nèi), 熵的變化總是大于或等于零, 也就是說，孤立系統(tǒng)的運動變化總是要沿著使熵增大的方向進行, 最后的平衡狀態(tài)則對應(yīng)于熵的最大可能值。于是熱力學(xué)第二定律的最普遍表述為：可以找到這樣一個態(tài)函數(shù)——熵 ,它在可逆過程中的變化等于系統(tǒng)所吸收的熱量與熱源的絕對溫度之比；在不可逆過程中, 這個比值小于熵的變化。即對于無窮小的過程 ,有

（1）

結(jié)合熱力學(xué)第一定律得

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(2)在(2)式中 , 等號對應(yīng)于可逆過程, 不等號對應(yīng)于不可逆過程。這個式子是熱力學(xué)理論的基本方程。假設(shè)過程是絕熱的, 即 dQ=0,則由(1)式得到

(3)由此可見, 在絕熱過程中, 系統(tǒng)的熵永不減少。對于可逆絕熱過程, 系統(tǒng)的熵不變;對于不可逆絕熱過程,系統(tǒng)的熵總是增加,這個結(jié)論叫做熵增加原理。根據(jù)熵增加原理 ,任何自發(fā)的不可逆過程 ,只能向熵增加的方向進行，于是熵函數(shù)給予了判斷不可逆方向的共同準(zhǔn)則.既然從非平衡態(tài)到平衡態(tài)的過程中，熵總是增加，那么系統(tǒng)越接近平衡態(tài)，其熵值就越大，所以熵的數(shù)值就表征系統(tǒng)接近穩(wěn)定平衡態(tài)的程度。

1.3、熱力學(xué)第二定律的適用范圍

1.3.1 經(jīng)典熱力學(xué)第二定律及其適用范圍

熱力學(xué)第二定律是十九世紀(jì)中葉由W·湯坶孫（開爾文爵士）和克勞修斯在研究卡諾的熱機理論和熱功轉(zhuǎn)換問題時提出來的。他們分別提出了自己的表述，并證明了這兩種表述是等價的。后來，普朗克等人還提出了一些表述，同樣也進行了等價性證明。熱力學(xué)第二定律的這種表述的多樣性與物理學(xué)的有些定律不一樣。它是以一個實際過程的不可逆性來表述一個普遍的自然規(guī)律。即自然界的一切實際過程自發(fā)進行都沿一定的方向（具有單向性）?；蛘哒f一切實際過程都具有不可逆性。

兩種經(jīng)典表述都提到的“不產(chǎn)生其它影響”的條件及前面所說的“自發(fā)進行”意瞇著：所研究的實際過程是在孤立系中進行的，孤立系中這些過程具有單向性。克勞修斯經(jīng)過十多年的努力，終于找到了熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表述，這就是著名的熵增原理 ：孤立系的熵永不減少。(若Q=0，剛△s≥0)由于孤立系的熵只能增加，即系統(tǒng)只能沿退化的方向進行。這與自然界和人類社會的實

際演化過程相矛盾。因而熱力學(xué)第二定律自然不適用于生命現(xiàn)象和社會現(xiàn)象這樣一些不斷進化的領(lǐng)域。

克勞修斯等人將熱力學(xué)第二定律外推到宇宙，得出了 “宇宙的熵趨于一個極大值”的命題。這就是著名的“熱寂說”，即全宇宙最終將達到熱平衡。長期以來，人們一直認(rèn)為字宙是靜態(tài)的，在時間上無始無終，似乎早該處于熱寂了。而實際情況正好相反。這自然遭到了當(dāng)時許多著名的科學(xué)家和哲學(xué)家的批判。其中一個重要的論點

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是：熱力學(xué)第二定律是在有限的宏現(xiàn)系統(tǒng)中得出的規(guī)律，不能外推到無限宇宙。因而，長期以來都認(rèn)為熱力學(xué)第二定律不適用于宇觀系統(tǒng)。這一論點現(xiàn)在還在大多數(shù)教科書與文獻中出現(xiàn)。

1.3.2 “宇宙膨脹”模型與“熱寂”佯謬的消除

“ 熱寂說 ”以及對它的批判，都是建立在當(dāng)時人們對宇宙的認(rèn)識基礎(chǔ)上的。對它的批判總使人感到說服力不強。例如有限條件下得到的結(jié)論，就同樣有外推成功的先例。熱力學(xué)第一定律的外推，得出的宇宙的能量守恒就被認(rèn)為是正確的。上世紀(jì)二十年代，以美國天文學(xué)家哈勃觀察到的星系紅移現(xiàn)象為基礎(chǔ)而建立起來的大爆炸宇宙學(xué)使我們認(rèn)識到，我們所能觀察到的宇宙并不是靜態(tài)的，而是在不斷膨脹。在此基礎(chǔ)上，七十年代以后，人們又重新對熱寂說進行了考察，發(fā)現(xiàn)隨著宇宙的膨脹，由于粒子與輻射的溫度隨膨脹的線度的變化規(guī)律不同，即使宇宙最初處于溫度均勻的熱平衡狀態(tài)，也會隨著膨脹而出現(xiàn)溫差，從無序向有序變化，而不會熱寂。另一方面，如果宇宙是靜態(tài)的，則對每一個靜態(tài)體系總有一個最大熵。而對膨脹的宇宙，每一瞬時對可能達到的最大熵也是不斷增加的。只要膨脹得足夠快，宇宙實際的熵與最大熵的差異就會越來越大，宇宙離熱寂也會越來越遠(yuǎn)。而不管宇宙是否是有限的和孤立的。這樣 “熱寂佯謬”就以這出入意料的方式迎刃而解了。人們這才發(fā)現(xiàn)，“熱寂說”的問題是出在人類對宇宙的認(rèn)識上，而不是出在熱力學(xué)第二定律的外推上。這樣一來，熱力學(xué)第二定律不適用于宇觀系統(tǒng)的限制也就自然解除了。1972年霍金證明黑洞過程的不可逆性和貝肯斯坦引入黑洞熵，建立黑洞熱力學(xué)，正是熱力學(xué)第二定律在宇觀系統(tǒng)成功運用的范例。1.3.3 微觀系統(tǒng)同樣存在不可逆性

如前所述，我們知道熱力學(xué)第二定律是研究不可逆這一自然現(xiàn)象的科學(xué)規(guī)律。經(jīng)典熱力學(xué)研究的是固體、液體、氣體等由大量微觀獨子（原子、分子、離子)組成的宏觀系統(tǒng)的性質(zhì)及其變化規(guī)律的學(xué)問。而不可逆性正是這些系統(tǒng)的共性，是大量粒子的集體行為。但是，自然界是分層次的，宏觀和微觀也是相對的。在每一個層次上的系統(tǒng)都可以認(rèn)為是由下一個層次的大量子系統(tǒng)所組成。因而不可逆性不應(yīng)該只存在于某一個特殊的層次中。例如，一個生物群體可以看成是由大量的生物個體組成的系統(tǒng)，一個生物個體也可以看成是由大量的細(xì)胞組成的系統(tǒng)，而細(xì)胞同樣可以看成是由大量的生物分子所組成的系統(tǒng)。在這些不同的層次上，不可逆性都同樣存在細(xì)胞的不斷老化；個體的生老病死；群體的演化發(fā)展?，F(xiàn)在我們都可以用由熱二律發(fā)展起來的耗散

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結(jié)構(gòu)理論來對它們進行研究。同樣，我們知道：原子、分子等微觀粒子也存在著內(nèi)部的層次和結(jié)構(gòu)。而且我們還知道許多原子存在著放射性衰變現(xiàn)象。1968年美國的菲奇和克羅寧在K介子衰變實驗中也發(fā)現(xiàn)了時間對稱性的破壞。大統(tǒng)一理論還預(yù)言，像質(zhì)子這樣的基本粒子也可能是不穩(wěn)定的，只不過其衰變周期非常長而已。這些都表明：不可逆性同樣也存在于微觀領(lǐng)域。所以，筆者認(rèn)為，熱力學(xué)第二定律既然是用來描寫不可逆性這一廣泛存在的自然現(xiàn)象的統(tǒng)一規(guī)律，就應(yīng)該可以用來研究微觀領(lǐng)域的不可逆性。當(dāng)然，將熱力學(xué)第二定律向微觀領(lǐng)域的拓展還有待人們的進一步努力。

2熱力學(xué)第二定律的一些應(yīng)用

2.1 對時間的理解

我們知道, 熱力學(xué)第二定律是所有單向變化過程的一般規(guī)律,而時間的變化是一個單向的不可逆過程，因此可以說：時間的方向，就是熵增加的方向。這樣，熱力學(xué)第二定律就給出了時間箭頭。進一步研究表明，能量守恒與時間的均勻性有關(guān)，這就是說，熱力學(xué)第一定律告訴我們，時間是均勻流逝的。這兩條定律合在一起告訴我們：時間在向著特定的方向均勻地流逝著。

2.2黑洞熱輻射的發(fā)現(xiàn)

1972年，英國物理學(xué)家霍金(S.Hawking ,1942-)，提出了黑洞的“面積定理”。證明了黑洞的面積隨時間的變化只能增加，不能減少，即δA≥0（式中A為黑洞面積)。這不由使人想起熱力學(xué)中的“熵”。但黑洞面積與熵是風(fēng)馬牛不相及的兩個概念, 把它們聯(lián)系起來是不是太荒唐了呢？幾乎與此同時, 物理學(xué)家貝根斯坦和斯馬爾 ,各自獨立地得出了關(guān)于黑洞的一個重要公式。即

式中 M、J、Q 分別是黑洞的總質(zhì)量、總角動量、總電荷;A、Ψ、V 分別是黑洞的表面積、轉(zhuǎn)動角速度和表面上的靜電勢，k稱為黑洞的表面重力加速度。此式與熱

力學(xué)第一定律表達式

非常相似。式中U、T、S分別是系統(tǒng)的內(nèi)能、溫度和熵;Ω、J、V、Q 等物理意義與前式類似。不難看出, 黑洞面積A確實像熵S ,而黑洞的表面重力加速度k非常像溫度T。難道黑洞真的有溫度

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嗎？為此人們進行了熱烈的爭論。1973年霍金、巴丁、卡特等卓有成就的黑洞專家聯(lián)名發(fā)表了一篇論文 ,聲稱：可以模仿熱力學(xué)定律給出黑洞力學(xué)的定律，但黑洞的溫度不能看作真實溫度，因為黑洞沒有輻射（不可能有任何物質(zhì)跑出黑洞！)。但是,幾個月后霍金就宣稱 ,他已證明 ,黑洞有熱輻射 ,黑洞的溫度是真實的, 其值為

式中 kB是玻爾茲曼常數(shù)。對于一個 M =M s（太陽質(zhì)量）的黑洞, T = 6×10-8 K ,可以忽略不計；而對于一個質(zhì)量為 10億噸的小黑洞, 溫度可達 10 12 K。黑洞熱輻射的發(fā)現(xiàn) ,是黑洞研究的重大突破，也是時空理論的重大突破。

2.3 耗散結(jié)構(gòu)理論的形成

比利時著名物理學(xué)家普利高津(I.Prigogine , 1917-)認(rèn)為熱力學(xué)第二定律是自然界的一條基本規(guī)律。他在不違背熱力學(xué)第二定律的條件下, 找到了開放系統(tǒng)由無序狀態(tài)變?yōu)樾碌挠行驙顟B(tài)的途徑。他指出 ,開放系統(tǒng)的熵變?yōu)閐S =dS i + dSe ,其中 dSi為熵產(chǎn)生，由系統(tǒng)內(nèi)部不可逆過程產(chǎn)生；dSe為熵流, 由系統(tǒng)與外界交換能量或物質(zhì)所引起。熵產(chǎn)生dSi永遠(yuǎn)不可能為負(fù)值 ,而熵流dSe則可正可負(fù)還可為零。由于外界有負(fù)熵流入，系統(tǒng)的總熵可以保持不變乃至減小, 系統(tǒng)保持穩(wěn)定或者達到有序,形成“耗散結(jié)構(gòu)”。他認(rèn)為，宇宙是一個無限發(fā)展的開放系統(tǒng), 自然界不會變得越來越無序, 而會變得越來越豐富多采 ,會形成各種新的有序結(jié)構(gòu), 宇宙不可能處于“熱寂”。從目前天文觀測的事實來看, 宇宙確實不是向著熱寂發(fā)展, 而是離開熱平衡態(tài)越來越遠(yuǎn)。熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義[3] 3.1 系統(tǒng)的宏觀態(tài)與微觀態(tài)

宏觀態(tài)---熱力學(xué)狀態(tài)

宏觀: 微觀粒子不可分辨,以分子數(shù)目來區(qū)分狀態(tài).微觀態(tài)---大量分子系統(tǒng)的力學(xué)運動狀態(tài)(ri,vi)

微觀: 可區(qū)分具體的分子.?宏觀態(tài)與微觀態(tài)是系統(tǒng)同一狀態(tài)的兩種描述方法

.?宏觀概率/熱力學(xué)概率Ω: 每一宏觀態(tài)所包含的可實現(xiàn)的微觀態(tài)的數(shù)目

熱力學(xué)的第二定律的認(rèn)識和思考

例: abcd四個分子在容器的分布

3.2自由膨脹

（N: 總分子數(shù)）N=1:

退回到左邊的概率是1/2

N=2: a,b 兩個分子

退回到左邊的概率是1/4

N=3: a,b,c三個分子

退回到左邊的概率是1/8

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N=4: a,b,c,d 四個分子

退回到左邊的概率是1/16

N ~NA=6.02×1023 ,退回到左邊的概率是 概率太小, 不可能實現(xiàn).微觀狀態(tài): 按具體分子來分 宏觀狀態(tài): 按分子個數(shù)來分

微觀狀態(tài)數(shù): 16 宏觀狀態(tài)數(shù): 5 ? 隨著分子數(shù)N的增加,分子在A、B兩室平均分配的宏觀狀態(tài)所包含的微觀狀態(tài)數(shù)目越來越多

? 當(dāng)N ~NA=6.02×1023時,分子在AB兩室平均分配的宏觀狀態(tài)所包含的

微觀狀態(tài)數(shù)目/總的微觀狀態(tài)數(shù)目~100% [2]

3.3 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計表述

自由膨脹的方向: 概率小的宏觀狀態(tài) →概率大的宏觀狀態(tài)

包含微觀狀態(tài)數(shù)目少的宏觀狀態(tài)→包含微觀狀態(tài)數(shù)目多的宏觀狀態(tài)

熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義: 一個不受外界影響的封閉系統(tǒng), 其內(nèi)部發(fā)生的過程總是由概率小的宏觀狀態(tài)向概率大的宏觀狀態(tài)進行, 由包含微觀狀態(tài)數(shù)目少的宏觀狀態(tài)向包含微觀狀態(tài)數(shù)目多的宏觀狀態(tài)進行

熱力學(xué)的第二定律的認(rèn)識和思考

.熱功轉(zhuǎn)換：

功 → 熱

分子有規(guī)則定向運動 → 分子無規(guī)則運動

適用范圍 :

(1)只適用于包含有大量分子的熱力學(xué)系統(tǒng), 對少量分子組成的系統(tǒng)是不適用的.(2)只適用于有限空間的封閉系統(tǒng).3.4熵與宏觀概率Ω------玻耳茲曼公式

S=klnΩ

其中 k---玻耳茲曼常數(shù) Ω---宏觀狀態(tài)所包含的微觀狀態(tài)數(shù)目 例.1mol理想氣體自由膨脹的熵變

.熱力學(xué)的第二定律的認(rèn)識和思考

推導(dǎo): 熱力學(xué)角度: 非平衡態(tài)→平衡態(tài)

S小 → S大

統(tǒng)計角度: 概率Ω小→概率Ω大 S = f(Ω)S=S1+S2=f(Ω1)+ f(Ω2)S = f(Ω)= f(Ω1·Ω2)∴f(Ω1·Ω2)=f(Ω1)+ f(Ω2)數(shù)學(xué)上可以推出: S = f(Ω)∝lnΩ

S = klnΩ

3.5 與無序度的關(guān)系

無序度---混亂程度

無序度低(有序度高), 則概率小→S 小 無序度高(有序度低), 則概率大→S 大 自然過程：概率小→概率大 S小 → S大

例：

有規(guī)則定向運動 → 無規(guī)則運動

3.6 熵函數(shù)的微觀意義(與熵增原理的關(guān)系)[4]

(1)熵與宏觀狀態(tài)所包含的微觀狀態(tài)數(shù)目相聯(lián)系

(2)熵是(宏觀態(tài)所對應(yīng)的大量微觀粒子熱運動所引起的)無序程度的定量量度.(3)熵增的方向即向微觀狀態(tài)數(shù)多的宏觀狀態(tài)轉(zhuǎn)變的方向, 使系統(tǒng)更混亂, 更無序 熱力學(xué)第二定律的思考

4.1熱力學(xué)第二定律與時間反演性

熱力學(xué)的第二定律的認(rèn)識和思考

時間T到-T的變換叫做時間反演，這相當(dāng)于時間倒流，在力學(xué)中保守系具有時間反演性，而“耗散系”不具有時間反演性?！昂纳ⅰ笔?一個宏觀的概念，幾乎所有的微觀過程都是可逆的，而從微觀過度到宏觀過程就可能變?yōu)椴豢赡娴倪^程。在“耗散”系中能量的轉(zhuǎn)變設(shè)計熱力學(xué)過程，相當(dāng)于從宏觀看來具有整體的能量轉(zhuǎn)化為雜亂無章的分子熱運動動能和分子勢能。而在“保守系”中能量沒有轉(zhuǎn)化為雜亂無章的熱運動動能和勢能，只在動能和勢能之間轉(zhuǎn)化。

4.2理解時間的流逝

熱力學(xué)第二定律是自然界所有單方向變化過程的共同規(guī)律，而時間的變化就是一個單向的不可逆的過程，因此可以這樣假設(shè)：時間的運動方向，就是熵增加的方向。由此，熱力學(xué)第二定律就給出了一個時間箭頭，通過進一步研究表明，能量守恒與時間的均勻性有關(guān)，即熱力學(xué)第一定律告訴我們，時間是均勻流逝的。這兩條定律合在一起就是：時間在向著特定的方向均勻地流逝著。

4.3 在信息熵中的應(yīng)用

人類在長期的電訊通信實踐中，不斷在力圖提高通信的有效性和可靠性。提高有效性就是盡可能用最窄的頻帶，盡可能快和盡可能降低能耗，即提高通信的經(jīng)濟性；高可靠性，就是要力圖消除或減少噪音，以提高通信的質(zhì)量。隨著電子通信發(fā)展到一定階段后，人們在實踐中發(fā)現(xiàn)，在一定的條件下，要同時實現(xiàn)上述這兩個要求，會遇到不可克服的困難：要減少噪音的干擾，信息傳輸速率就得降低；反之，提高了傳輸速率就不能有效地避免噪擾，在一定的具體的客觀條件下，想要同時提高電訊通信的效率和可靠性的企圖總是失敗的。于是有人想到在限定的條件下同時提高通信的效率和可靠性的要求可能存在一種理論上的界限。1948年，美國貝爾電訊實驗所的工程師申農(nóng)提出了了一個數(shù)學(xué)模型，對于信息的產(chǎn)生和傳輸這些概念從量的方面給以定義，提出了信道和信息量等概念，利用熵的形成導(dǎo)入了信道容量這一新的重要概念，并且確定了信號頻帶寬度、超擾值和信道傳輸率三者之間的一般關(guān)系。從而，我們可以用信息熵來描述信道上傳輸信息的容量。這就是熱力學(xué)第二定律在信息傳輸技術(shù)中的一些應(yīng)用。[2] [5] 4.4 與生命活動的聯(lián)系

在生命自然演化的意義上，熵概念的本質(zhì)是生命系統(tǒng)（機體）創(chuàng)造機能下降，熵增的過程是生命系統(tǒng)自衰落至死亡的老化過程。如果我們以單一的生命體作為一個

熱力學(xué)的第二定律的認(rèn)識和思考

系統(tǒng)，那它是一個開放系統(tǒng)，與環(huán)境既有物質(zhì)交換，也有能量的流通；基于此，而生命體可以進行眾多的生命活動，而這又是為了攝取“負(fù)熵”——或者認(rèn)為是通過外界的能量來減少生命體本身的熵，就如同一個熱機與另外的熱庫進行熱交換使這個系統(tǒng)恢復(fù)到原始狀態(tài)。如果這么看似乎無法滿足熵增原理中條件“孤立系統(tǒng)”，但是，每個生命體都必須維持自己生命活動的穩(wěn)定性狀態(tài)，也就是生命學(xué)中的“穩(wěn)態(tài)”，而這個狀態(tài)則必然與整個環(huán)境相不同，因此當(dāng)我們粗略的看待一個生態(tài)系統(tǒng)時，可以將這個生命體當(dāng)作“孤立系統(tǒng)中的一份子”。

從物質(zhì)能量流動的角度講，生命過程是一個物質(zhì)能量的傳輸和集中過程，物質(zhì)能量的集中就是生物的生長。當(dāng)生物不再生長時，生物的生存過程就是純粹的物質(zhì)能量傳輸過程。從熱力學(xué)的角度講，生命過程可以認(rèn)為是一個符合熱力學(xué)第二定律的區(qū)域性的自發(fā)的熵減過程，在包括生命體及其生存環(huán)境的總系統(tǒng)中，熵是增加的。熵減過程就是生物的生長過程。當(dāng)熵減過程結(jié)束后，維持已有的負(fù)熵值的過程就是生物的生存過程。為了生產(chǎn)負(fù)熵，更為了維持已有的負(fù)熵值，系統(tǒng)必須始終存在一個熵增的物質(zhì)能量傳輸過程。新陳代謝過程中，除了包含有一個熵減的物質(zhì)能量集中過程外，還包含了一個使生物生長不違反第二定律的熵增的物質(zhì)能量的傳輸過程。顯然，只有當(dāng)生命系統(tǒng)是一個與外界有物質(zhì)和能量交換的開放系統(tǒng)時，符合第二定律的熵減過程才有可能發(fā)生。下面我們簡單地通過生命體生存發(fā)展的幾個過程加以闡述：

（一）生 從一個受精卵開始，生命體擁有了一個屬于自己的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)獨立于所生活的自然，而生命的一個必然進程就是“抵抗熵增”——為了避免死亡而攝取“負(fù)熵”。

（二）老 薛定諤在他著名的《生命是什么》一書中，認(rèn)為生命體是“以負(fù)熵為生的”。生命體為了維持它的有序結(jié)構(gòu)，必須“吃進負(fù)熵”，耗散結(jié)構(gòu)理論的創(chuàng)始人普里高津也認(rèn)為，系統(tǒng)的熵由系統(tǒng)自身不斷產(chǎn)生的正熵和外界流入系統(tǒng)的熵兩部分組成。因此，要維持一個有序的、具有負(fù)熵值的系統(tǒng)，則必須由外界不斷的向系統(tǒng)輸入負(fù)熵。正是指這個道理，衰老是一個長期的持續(xù)性的過程，為了對抗這個過程，吸取負(fù)熵是其途徑，不同的生命體吸取負(fù)熵的方法不同，對于綠色植物則通過光合作用來減少自身的熵，而對于動物（當(dāng)然包括人類）來說，食物就是負(fù)熵，這就是我們需要不斷進食的原因所在。之所以食物是負(fù)熵，其實更準(zhǔn)確的說法是將食物中的能量用于減少生命體自身的熵，類似于一個熱機與另外的熱庫進行熱交換使這個系統(tǒng)恢復(fù)到原始狀態(tài)這個過程。實際上，進食攝取能量進而回歸機體穩(wěn)態(tài)就是生命的主要意義。但

熱力學(xué)的第二定律的認(rèn)識和思考

是攝入負(fù)熵的能力會隨著時間而減弱，當(dāng)人類攝入的負(fù)熵少到體內(nèi)的平衡受到破壞時，體內(nèi)的熵達到了一個限度時人的生命也就要終結(jié)了。而這之前“攝入負(fù)熵能力下降”的過程就是衰老。

（三）死 生命的結(jié)局是什么？對于這個問題，很簡單，就是死亡，也可說是同化，塵歸塵，土歸土，將生命中的物質(zhì)，能量回歸系統(tǒng)，與系統(tǒng)同化，而物理學(xué)中指出，這種想對于獨立的混合具有更大的混亂度，其所擁有的熵也是最大的，這是整個系統(tǒng)遵循熱力學(xué)第二定律的必然結(jié)果，所以“死亡”、“同化”、“熵增”是必須的，不可違抗的，生命的活動是一個不可逆的過程，因為這個系統(tǒng)必須遵循熱力學(xué)中熵增的規(guī)律?？偨Y(jié)

我們把自然生命系統(tǒng)和工程熱力系統(tǒng)演化的熵稱為“機體熵”或“機能熵”，也可以稱為“系統(tǒng)熵”。這是真正意義上的熵，具有廣義生命演化意義上的熵，體現(xiàn)了生命系統(tǒng)衰落的過程。通過上述的討論，我們已經(jīng)感覺到，生命現(xiàn)象的物理學(xué)解釋，或者更具體的講，生命現(xiàn)象的熱力學(xué)解釋，生命現(xiàn)象的物質(zhì)能量流動解釋，已使我們可以在一定程度上理解和把握生命的本質(zhì)，顯然，上述的關(guān)于生命現(xiàn)象的物理解釋，才僅僅是一個開端，許多問題還沒有說明，本文試圖從物理學(xué)的角度、從物質(zhì)能量流動的角度對生命現(xiàn)象給出一些解釋。但就我目前所掌握的物理學(xué)方面的知識而言，還無法就上述所有問題給出明確的解釋。因此，本文只能給出一些粗淺的解釋，但也是基本的解釋，我想，熱力學(xué)第二定律的意義已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了熱力學(xué)的范圍，用熱力學(xué)第二定律解釋生命活動的本質(zhì)則是一個非常有趣的過程，不僅加深了對這條定律的理解，同時也讓人看到了科學(xué)的美。如果能沿著這樣一個思路深入挖掘，必將會對生命體生存發(fā)展有更深入的理解，這一議題對于人類社會的發(fā)展也將產(chǎn)生非常重要的影響。

參考文獻：

1、《物理學(xué)史》.郭奕玲, 沈慧君.北京: 清華大學(xué)出版社, 1993.2、《改變世界的物理學(xué)》.倪光炯等著.上海: 復(fù)旦大學(xué)出版社, 1999

3、《熱力學(xué)與統(tǒng)計物理學(xué)》，龔昌德編，高等教育出版社，1984年版。

4、《熱學(xué)》李椿、章立源、錢尚武編，人民教育出版社，1982年版。

5、《現(xiàn)代物理知識》，2001年第3期。

讀書的好處

1、行萬里路，讀萬卷書。

2、書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟。

3、讀書破萬卷，下筆如有神。

4、我所學(xué)到的任何有價值的知識都是由自學(xué)中得來的?！_爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書遲?！佌媲?/p>

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。

8、讀書要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學(xué)、不知義。

10、一日無書，百事荒廢?！悏?/p>

11、書是人類進步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫手生。

13、我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上?！郀柣?/p>

14、書到用時方恨少、事非經(jīng)過不知難。——陸游

15、讀一本好書，就如同和一個高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書，就是和許多高尚的人談話?！芽▋?/p>

17、學(xué)習(xí)永遠(yuǎn)不晚?！郀柣?/p>

18、少而好學(xué)，如日出之陽；壯而好學(xué)，如日中之光；志而好學(xué)，如炳燭之光?！獎⑾?/p>

19、學(xué)而不思則惘，思而不學(xué)則殆?！鬃?/p>

20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干?！喔?/p>

第二篇：熱力學(xué)第二定律教學(xué)設(shè)計

熱力學(xué)第二定律

【教材分析】 本節(jié)介紹熱力學(xué)第二定律，該定律與熱力學(xué)第一定律是構(gòu)成熱力學(xué)知識的理論基礎(chǔ)，熱力學(xué)第一定律對自然過程沒有任何限制，只指出在任何熱力學(xué)過程中能量不會有任何增加或損失，熱力學(xué)第二定律解決哪些過程可以發(fā)生，教學(xué)時要注意講清二者的關(guān)系。

對于熱力學(xué)第二定律，教材先從學(xué)生比較熟悉的熱傳導(dǎo)過程的方向性入手，研究與分子熱運動有關(guān)的過程的方向性問題，以期引起學(xué)生思維的深化，也作為學(xué)習(xí)熱力學(xué)第二定律的基礎(chǔ)。

教材介紹了熱力學(xué)第二定律的兩種表述：一種是按照熱傳導(dǎo)過程的方向性表示，另一種是按照機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)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(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是不可逆的，教學(xué)時，要注意說明這兩種不同表述的內(nèi)在聯(lián)系，講清這兩種表述的物理實質(zhì)。

第二類永動機是指設(shè)想中的效率達到100%的熱機，由于在自然界中把熱轉(zhuǎn)化為功時，不可避免地把一部分熱傳遞給低溫的環(huán)境，所以第二類永動機不可能制成?！驹O(shè)計思想】

1.從實際問題導(dǎo)入，從簡單的實驗開始，盡可能引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系自己熟悉的，身邊的生活現(xiàn)象的實例，在教學(xué)內(nèi)容上使物理貼近學(xué)生生活、聯(lián)系社會實際，體現(xiàn)《標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)的“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。

2.積極創(chuàng)設(shè)情景，開展師生、生生間的對話交流，開展小組合作討論學(xué)習(xí)，使教學(xué)過程能夠確立學(xué)生在教學(xué)活動中的中心地位，讓學(xué)生從自己的學(xué)習(xí)體驗和感悟中獲得知識，向?qū)W生學(xué)習(xí)活動要效益，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的原則。3.熱力學(xué)第二定律不象以往的實驗定律可以推導(dǎo)和驗證，是在大量實驗事實的基礎(chǔ)上總結(jié)出來，內(nèi)容的表述比較抽象和難以理解，教師要引導(dǎo)學(xué)生對關(guān)鍵詞的作深刻地理解，要引導(dǎo)學(xué)生多運用實例來輔助理解。

4.夯實知識基礎(chǔ)，靈活運用技能是三維教學(xué)目標(biāo)中第一要素，本節(jié)課除了使用教材中“問題與練習(xí)”外，還設(shè)計了四道練習(xí)題，在教學(xué)過程中結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況靈活使用，幫助學(xué)生更好理解定律。《課后思考題》有助于學(xué)生更深刻地理解定律。【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識與技能

1.了解熱傳遞過程的方向性。

2.知道熱力學(xué)第二定律的兩種不同的表述，以及這兩種表述的物理實質(zhì)。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(xué)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。

第三篇：《熱力學(xué)第二定律》教學(xué)設(shè)計

《熱力學(xué)第二定律》教學(xué)設(shè)計

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識和技能

1、能判斷涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程是具有方向性的；

2、知道并理解熱力學(xué)第二定律的兩種經(jīng)典表述；

3、形成關(guān)于宏觀熱現(xiàn)象都具有不可逆性的概念；

4、認(rèn)識到熱力學(xué)第一定律與熱力學(xué)第二定律具有同樣重要的意義。

二、過程和方法

分析各種熱學(xué)現(xiàn)象的過程，歸納出現(xiàn)象背后的普遍規(guī)律──熱力學(xué)第二定律。

三、情感、態(tài)度和價值觀

1、體會科學(xué)發(fā)現(xiàn)的曲折性和必然性；

2、體會熱力學(xué)第二定律對于人類實踐的指導(dǎo)意義。

【教學(xué)重點和難點】

重點：熱力學(xué)第二定律內(nèi)容的理解。

難點：熱力學(xué)第二定律的兩種表述的理解。

【設(shè)計思路與教學(xué)流程】

設(shè)計思路：

本節(jié)內(nèi)容的課程標(biāo)準(zhǔn)是：“通過自然界中宏觀過程的方向性，了解熱力學(xué)第二定律?！睙崃W(xué)第二定律是緊跟在熱力學(xué)第一定律之后的一節(jié)內(nèi)容。學(xué)生早在初中就知道了能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律，在學(xué)完了熱力學(xué)第一定律之后，對于能量守恒的認(rèn)識就更深刻了。因此在此基礎(chǔ)上提出“利用海水降溫釋放的熱量作為新能源”這一設(shè)想，讓學(xué)生思考、討論而引入新課。然后再列舉一些自發(fā)的熱學(xué)現(xiàn)象，歸納出其中共同的特征：過程的不可逆性。然后就其中的熱傳導(dǎo)與功熱轉(zhuǎn)化兩個過程具體分析，歸納出熱力學(xué)第二定律的兩種經(jīng)典表述：克勞修斯表述和開爾文表述。熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)就是指宏觀自發(fā)的涉及熱現(xiàn)象的過程都是不可逆的，任何一類宏觀自發(fā)的熱學(xué)過程都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述。本節(jié)課的難點在于如何理解熱力學(xué)第二定律的兩種表述，特別是開爾文表述。教學(xué)中盡可能多地讓學(xué)生分析實例，再借助于一些多媒體素材（我利用了一些視頻及熱機、內(nèi)燃機兩個flash動畫），從正、反兩方面幫助學(xué)生形成對熱學(xué)現(xiàn)象中的過程認(rèn)識：熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體；功可以全部轉(zhuǎn)化為熱；熱量可以從低溫物體傳到高溫物體（但要有條件）；熱可以轉(zhuǎn)化為功（但不完全）。最終認(rèn)識到熱力學(xué)第二定律是與熱力學(xué)第一定律并重的一條客觀規(guī)律。

教學(xué)流程：

【教學(xué)資源】

多媒體課件（包括視頻及flash動畫）

【教學(xué)實錄】

一、引入新課

師：我們剛剛學(xué)過了熱力學(xué)第一定律，即能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律。既然能量的總量是不變的，但為什么還說有能源危機，還要提倡節(jié)約能源呢？曾經(jīng)有這樣一個設(shè)想（展示幻燈片），試圖來解決我們的能源危機。

（幻燈片內(nèi)容）地球上有大量的海水，它的總質(zhì)量約為1．4×1018t，如果這些海水的溫度降低0．1oC，將要放出多少焦耳的熱量？海水的比熱容為C=4．2×103J/（kg·℃）

師：請大家計算一下，上述過程將釋放多少能量？

生：放出5．8×1023J的熱量。

師：這相當(dāng)于1800萬個大亞灣核電站一年的發(fā)電量。（秦山核電站裝機容量為30萬千瓦、大亞灣核電站裝機容量為百萬千瓦）（幻燈片）

師：請大家相互討論一下，該方案可行嗎？

??（學(xué)生分組討論）

生1：這個方案可行，因為不違背能量守恒定律。

生2：這個方案不可行，若可行的話，科學(xué)家早就將這一想法付諸實踐了。

生3：不同意2的說法。并不是我們能想到的就一定能實現(xiàn)的。

??

二、提出熱力學(xué)第二定律

師：那么這一想法實現(xiàn)的困難是技術(shù)上的障礙呢？還是理論上根本不可能？是否還存在一些除了能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律之外的一些我們還必須遵循的客觀規(guī)律呢？現(xiàn)在讓我們一起來學(xué)習(xí)本章第五節(jié)：熱力學(xué)第二定律。

師：我們先從分析一組物理現(xiàn)象開始。請看下面的一些視頻：①空氣和二氧化氮氣體的擴散；②燒紅的鐵棒浸入水中冷卻；③向密閉的廣口瓶中充氣，將瓶塞充開；④在草坪上滾動的足球最終停下來；⑤一玻璃杯從桌子邊緣摔在地面上破碎。（展示視頻）

師：這些是我們眼中能看到的現(xiàn)象，大家能否描述一下上述現(xiàn)象的逆過程？并判斷這些逆過程可能實現(xiàn)嗎？注意語言表述的準(zhǔn)確性，大家相互討論一下。

??（學(xué)生分組討論）

生1：現(xiàn)象①的逆過程是均勻混合的空氣與二氧化氮氣體過一段時間變的涇渭分明：上面是空氣，下面是二氧化氮。該過程不可能。

生2：現(xiàn)象②的逆過程是浸在水中的鐵棒過一段時間后吸收水的熱量變紅了，而水溫降低了。該過程不可能。

生3：現(xiàn)象③的逆過程是從瓶中沖出去的氣體又自動回到瓶中，瓶中氣體的壓強達到了將瓶塞沖開時的壓強。該過程不可能。

生4：現(xiàn)象④的逆過程是靜止在草坪上的足球自動地吸收草地的熱量轉(zhuǎn)化為足球的動能，足球滾了起來。該過程不可能。

生5：現(xiàn)象錯誤！鏈接無效。的逆過程是碎在地面上的玻璃杯自動地變成完整的杯子，并跳回桌面。該過程不可能。

師：所有的這些現(xiàn)象有何共同特征？

生：都是不可逆的。

師：既然在不同的現(xiàn)象背后存在著一個共同特征，那么就應(yīng)該存在著一個普遍的客觀規(guī)律。事實上，許多科學(xué)家已經(jīng)從不同的角度分別進行了歸納總結(jié)，提出了熱力學(xué)第二定律。

三、熱傳導(dǎo)過程分析──克勞修斯表述

師：分析諸如②的熱傳導(dǎo)過程，要發(fā)生熱傳導(dǎo)必須具備什么條件？

生：要有溫度差。

師：那么自發(fā)的熱傳導(dǎo)過程有什么特征？

生：總是從高溫物體向低溫物體傳導(dǎo)。

師：熱量能否從低溫物體傳導(dǎo)到高溫物體？

生1：不能，諸如②中不可能出現(xiàn)鐵棒變紅、水溫降低的現(xiàn)象。

生2：可能的，電冰箱工作時就是將熱量從低溫環(huán)境傳導(dǎo)到高溫環(huán)境。

師：很好，讓我們一起來分析電冰箱的工作過程。請考慮三個問題：一是電冰箱中熱量傳導(dǎo)的方向性；二是電冰箱中這種熱量傳導(dǎo)有沒有條件？三是分析電冰箱工作時能量轉(zhuǎn)化情況。請大家相互討論一下。

??（學(xué)生分組討論）

生1：電冰箱工作時是將熱量從低溫環(huán)境傳到高溫環(huán)境；

生2：只有在電冰箱插上電源后，才能實現(xiàn)上述熱量傳導(dǎo)過程；

生3：電冰箱工作時，消耗了電能。

師：電冰箱工作時，消耗了電能，再考慮電冰箱制冷劑在箱內(nèi)吸收的熱量與在箱外釋放的熱量，該過程中能量守恒嗎？

生4：能量肯定是守恒的，也許釋放到電冰箱外的熱量大于在電冰箱內(nèi)吸收的熱量。

師：你的說法不錯，諸如過程②和電冰箱的工作過程可以用下面的流程圖來表示：

可見，熱量傳導(dǎo)可以從低溫物體到高溫物體?？梢栽O(shè)想，拔掉電源的冰箱是不可能達到制冷效果的，也就是下面的過程不可能：

（展示幻燈片）

師：早在1850年德國物理學(xué)家克勞修斯總結(jié)了熱傳導(dǎo)過程的規(guī)律，稱之為熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。請大家再將這一意思換一種表述方法。

生：也可以說成：熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響。

四、功熱轉(zhuǎn)化過程分析──開爾文表述

師：足球在草坪上滾動最終停下來，試分析該過程中的能量轉(zhuǎn)化情況。

生：足球的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

師：再比如小球從高處落下掉進沙坑，能量的轉(zhuǎn)化情況怎樣？

生：小球的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

師：機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那么內(nèi)能能否轉(zhuǎn)化為機械能？

生1：不能，因為上面的過程是不可逆的。

生2：可以的，熱量可以由高溫物體傳到低溫物體，但也可以由低溫物體傳到高溫物體。

師：你的類比不錯。這一問題先擱一下，我們再分析兩個實例：一是熱機；二是內(nèi)燃機。（展示flash動畫）

請觀察熱機與內(nèi)燃機的工作流程，并分析能量轉(zhuǎn)化的情況。

生1：熱機工作過程中，鍋爐中的水被加熱變成水蒸氣，水蒸氣推動汽缸活塞對外做功，然后排出的尾氣經(jīng)過冷凝器變成液態(tài)水回到鍋爐。該過程中的能量轉(zhuǎn)化過程是：煤的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水蒸汽的內(nèi)能，再變?yōu)榛钊\動的機械能。

生2：內(nèi)燃機工作過程中，先吸入空氣與汽油的混合氣體，接著活塞向上運動壓縮混合氣體，點火后混合氣體爆炸，推動活塞對外做功，最后將汽缸中的尾氣排出。該過程中混合氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

師：以上兩個過程都存在內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的現(xiàn)象。請分析這些過程中，內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能嗎？

生3：不能，因為機械裝置存在摩擦損耗，要消耗部分能量。

生4：從汽缸中排出的尾氣也帶走了部分能量。

師：這樣看來，機械能與熱能之間的轉(zhuǎn)化也可以用下面的流程圖來表示：

（展示幻燈片）

師：熱機或內(nèi)燃機就是從高溫?zé)嵩次諢崃縌1，其中對外做功為W，到低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2。這一過程是通過工作物質(zhì)如水蒸氣、汽油和空氣混合氣體的燃燒等來完成，這些工作物質(zhì)簡稱為工質(zhì)。即使將摩擦損耗的能量理想化地降低到零，也不可能排除尾氣帶走的熱量。在1851年，開爾文就功與熱的轉(zhuǎn)化提出了：不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，而不產(chǎn)生其它影響。這就是熱力學(xué)第二定律的開爾文表述。所以熱機、內(nèi)燃機的效率總有：。即下面的過程是不可能完成的：

（展示幻燈片）

師：大家能否就開爾文表述換一種說法？

生：不可能有效率為100%的熱機。

師：這種說法更簡潔。事實上，一般的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%。

五、熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)

師：熱傳導(dǎo)過程與功熱轉(zhuǎn)化過程的分析，得到了熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述。這兩種表述的共同點是什么？

生：都指明了物理進程的一種方向性。

師：不錯，熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)就是指明了自發(fā)的宏觀熱現(xiàn)象具有方向性。任何一類宏觀自然過程進行方向的說明可以作為熱力學(xué)第二定律的表述。請觀察擴散現(xiàn)象、氣體向真空擴散的過程（展示幻燈片）。大家能否結(jié)合這些現(xiàn)象給出熱力學(xué)第二定律的其他表述呢？

生1：熱力學(xué)第二定律也可表述為：擴散過程是不可逆的。

生2：熱力學(xué)第二定律也可表述為：氣體向真空中自由膨脹的過程是不可逆的。

師：這些說法都不錯，當(dāng)然還有其他不同的表述，所有的這些表述都是等價的。請同學(xué)們課后相互討論交流。

六、回顧與思考

師：現(xiàn)在讓我們來回顧一開始提出的設(shè)想：能否利用海水降溫的方法獲取有用功？

生1：不行，該過程盡管不違背能量守恒定律，但卻違背了熱力學(xué)第二定律。

師：違背了熱力學(xué)第二定律中的哪種表述？

生2：違背了開爾文表述。即不可能從海水這單一熱源吸收熱量，使之變?yōu)橛杏霉?，而不產(chǎn)生其他影響。

師：不錯。但是在沒有發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)第二定律之前，有許多科學(xué)家就試圖制造諸如此類的機器，這稱之為第二類永動機。現(xiàn)在看來，第二類永動機也不可能實現(xiàn)。開爾文表述是從功能關(guān)系來表述的，因此開爾文表述也可說成：第二類永動機不可能實現(xiàn)。可見我們不僅要受制于能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律，還要受到能量轉(zhuǎn)化方向的制約。也可以說熱力學(xué)第一定律指明了我們所擁有的“資本”總量；熱力學(xué)第二定律則規(guī)定了我們“資本”運營的方式和方法。

課后請同學(xué)們再利用熱力學(xué)定律說明開始的五個視頻的逆過程為什么不能完成，并完成教材后的問題與練習(xí)題。

【教學(xué)反思】

與熱力學(xué)第一定律不同的是，熱力學(xué)第二定律與日常的生活、學(xué)習(xí)較遠(yuǎn)，并且熱力學(xué)第二定律的兩種表述實質(zhì)上是通過大量實例歸納出來的，因此教學(xué)過程中利用好學(xué)生熟悉的熱學(xué)現(xiàn)象和曾經(jīng)接觸過的物理模型就非常重要。而課堂中學(xué)生積極主動地發(fā)表個人的看法，不管是對的，還是錯的，都對本課達成教學(xué)目標(biāo)起到的推進作用。教學(xué)中利用流程圖形象地將能量轉(zhuǎn)化與守恒的特征與轉(zhuǎn)化的方向性特征并重地表示出來，并從多角度描述熱力學(xué)第二定律，有效地幫助學(xué)生建構(gòu)了比較完整的宏觀熱學(xué)規(guī)律體系。

第四篇：高二物理熱力學(xué)第二定律教案

高二物理熱力學(xué)第二定律教案

【教材分析】

本節(jié)介紹熱力學(xué)第二定律，該定律與熱力學(xué)第一定律是構(gòu)成熱力學(xué)知識的理論基礎(chǔ)，熱力學(xué)第一定律對自然過程沒有任何限制，只指 出在任何熱力學(xué)過程中能量不會有任何增加或損失，熱力學(xué)第二定律解決哪些過程可以發(fā)生，教學(xué)時要注意講清二者的關(guān)系。

對于熱力學(xué)第二定律，教材先從學(xué)生比較熟悉的熱傳導(dǎo)過程的方向性入手，研究與分子熱運動有關(guān)的過程的方向性問題，以期引起學(xué)生思維的深化，也作為學(xué)習(xí)熱力學(xué)第二定律的基礎(chǔ)。

教材介紹了熱力學(xué)第二定律的兩種表述：一種是按照熱傳導(dǎo)過程的方向性表示，另一種是按照機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)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(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是不可逆的，教學(xué)時，要注意說明這兩種不同表述的內(nèi)在聯(lián)系，講清這兩種表述的物理實質(zhì)。

第二類永動機是指設(shè)想中的效率達到100%的熱機，由于在自然界中把熱轉(zhuǎn)化為功時，不可避免地把一部分熱傳遞給低溫的環(huán)境，所以第二類永動機不可能制成。

【設(shè)計思想】 1.從實際問題導(dǎo)入，從簡單的實驗開始，盡可能引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系自己熟悉的，身邊的生活現(xiàn)象的實例，在教學(xué)內(nèi)容上使物理貼近學(xué)生生活、聯(lián)系社會實際，體現(xiàn)《標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)的“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。

2.積極創(chuàng)設(shè)情景，開展師生、生生間的對話交流，開展小組合作討論學(xué)習(xí)，使教學(xué)過程能夠確立學(xué)生在教學(xué)活動中的中心地位，讓學(xué)生從自己的學(xué)習(xí)體驗和感悟中獲得知識，向?qū)W生學(xué)習(xí)活動要效益，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的原則。

3.熱力學(xué)第二定律不象以往的實驗定律可以推導(dǎo)和驗證，是在大量實驗事實的基礎(chǔ)上總結(jié)出來，內(nèi)容的表述比較抽象和難以理解，教師要引導(dǎo)學(xué)生對關(guān)鍵詞的作深刻地理解，要引導(dǎo)學(xué)生多運用實例來輔助理解。

4.夯實知識基礎(chǔ)，靈活運用技能是三維教學(xué)目標(biāo)中第一要素，本節(jié)課除了使用教材中“問題與練習(xí)”外，還設(shè)計了四道練習(xí)題，在教學(xué)過程中結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況靈活使用，幫助學(xué)生更好理解定律?！墩n后思考題》有助于學(xué)生更深刻地理解定律。

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識與技能

1.了解熱傳遞過程的方向性。

2.知道熱力學(xué)第二定律的兩種不同的表述，以及這兩種表述的物理實質(zhì)。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(xué)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(xué)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(xué)第二定律的表述，學(xué)習(xí)本節(jié)時注意這一方法。

三、1． 情感、態(tài)度與價值觀

通過學(xué)習(xí)熱力學(xué)第二定律，可以使學(xué)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(xué)第二定律兩種常見的表述。

難點：1.熱力學(xué)第二定律的開爾文表述。

2.自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性?！菊n時安排】： 1課時 【課前準(zhǔn)備】：

教師：多媒體課件，一個電冰箱模型，一盆涼水，準(zhǔn)備一個酒精燈和一個鐵塊，鐵鉗。學(xué)生：課前預(yù)習(xí)課文，在家觀察自家的電冰箱?！窘虒W(xué)設(shè)計】：

引入新課：

【問題】我們在初中學(xué)過，當(dāng)物體溫度升高時，就要吸收熱量；當(dāng)物體溫度降低時，就要放出熱量。而自然界發(fā)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(fā)

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(zhì)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(xué)生計算：Q = 4.2×10×1.4×10×10×0.1 J = 5.8×10J 這相當(dāng)于1800萬個功率為100萬千瓦的核電站一年的發(fā)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(xué)的一個基本定律，這就是本節(jié)要討論的熱力學(xué)第二定律。

【設(shè)計意圖】：從實際問題入手，喚起學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣。從學(xué)生已有的熱學(xué)知識出發(fā)引入新的知識，使過渡自然，減少學(xué)生對新知識的唐突性。

【板書】 第四節(jié) 熱力學(xué)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(zhǔn)備好的鐵塊，在火焰上灼燒一段時間后，問學(xué)生現(xiàn)在如果用手摸會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？下面把灼熱的鐵塊放入冷水中，過一段時間，拿出鐵塊現(xiàn)在你們敢用手摸嗎？通過這個實驗說明什么問題？

學(xué)生思考，教師給予啟發(fā)

學(xué)生答：熱量從溫度高的物體自發(fā)地傳給溫度低的物體

再讓學(xué)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(xué)生：有沒有可能發(fā)生這樣地現(xiàn)象，熱量自發(fā)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(fā)地”，指的是沒有任何外界的影響或幫助。學(xué)生思考討論一會后，有的同學(xué)可能產(chǎn)生疑問：電冰箱內(nèi)部的溫度比外部低，為什么致冷系統(tǒng)還能夠不斷地把冰箱內(nèi)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(xué)做簡要的回答，教師進行點撥。然后，展示電冰箱模型給學(xué)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(tǒng)做了功。一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內(nèi)部的熱量傳給外界的空氣了。相反，外界的熱量會自發(fā)地傳給電冰箱，使其溫度逐漸升高。

【學(xué)生總結(jié)】熱傳導(dǎo)的方向性：兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體。要實現(xiàn)相反過程，必須借助外界的幫助，因而產(chǎn)生其他影響或引起其他變化。

【板書】結(jié)論:熱力學(xué)第二定律的一種表述:熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。這是熱力學(xué)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(fā)”二字指的是:當(dāng)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(chǎn)生任何影響,熱量就能從一個物體傳向另一個物體.當(dāng)兩個溫度不同的物體接觸時,這個“自發(fā)”的方向是從高溫物體指向低溫物體的。

教師指出：熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述實質(zhì)上就是：熱傳遞過程是不可逆的?！驹O(shè)計意圖】：

1.聯(lián)系學(xué)生熟悉的，身邊的生活現(xiàn)象，使知識的學(xué)習(xí)貼近學(xué)生的生活，使學(xué)生感受物理知識就在身邊，存在于生活，強化學(xué)生的實踐意識，使情感成為學(xué)習(xí)動力。

2.通過師生的對話交流，在互動中實現(xiàn)思維的碰撞，突出學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的原則，從自己的學(xué)習(xí)體驗和感悟中獲得知識，向?qū)W生學(xué)習(xí)活動要效益。

3.熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述中的“自發(fā)”是定律表述的關(guān)鍵詞，教師要引導(dǎo)學(xué)生作深刻理解?！景鍟?/p>

二、熱力學(xué)第二定律的另一種表述(第二類永動機)

前面我們學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)，思考討論下列問題： 1.熱機是一種把什么能轉(zhuǎn)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(nèi)能轉(zhuǎn)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(nèi)能轉(zhuǎn)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(nèi)燃機為例，氣缸中的氣體得到燃燒時產(chǎn)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(fā)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(nèi)能轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhuǎn)化成機械能，總要有一部分散發(fā)到冷凝器中。

師生總結(jié):熱力學(xué)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(chǎn)生其他影響。這是熱力學(xué)第二定律的開爾文表述(也稱第二類永動機)。

教師應(yīng)該強調(diào)定律內(nèi)容“而不產(chǎn)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?yōu)榱酥圃斐龅诙愑绖訖C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(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性。機械能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)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(xué)生思考回答，教師引導(dǎo)點撥〉 1.氣體的擴散現(xiàn)象。

2.書上連通器的小實驗（氣體向其中膨脹）?！景鍟繜崃W(xué)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(nèi)能轉(zhuǎn)化具有方向性）

這兩種表述是等價的，可以從一種表述導(dǎo)出另一種表述，所以他們都稱為熱力學(xué)第二定律。

熱力學(xué)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(xiàn)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(xué)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(fā)地向左室擴散,而相反的過程不可能自發(fā)地進行。因此，熱力學(xué)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(xué)第二定律的實質(zhì)在于揭示了：一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是不可逆的。

【本節(jié)小結(jié)】:回過頭分析引入的例子,學(xué)生應(yīng)用熱力學(xué)第二定律分析,老師點撥總結(jié)。進一步說明第二類永動機不能制成的,違背熱力學(xué)第二定律。

【設(shè)計意圖】：

1.熱力學(xué)第二定律的開爾文表述比較抽象和難以理解，需要學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)，在討論和交流中認(rèn)識規(guī)律，再通過教師的點撥指導(dǎo)才能更好的理解和掌握規(guī)律。

2.熱力學(xué)第二定律是在大量實驗事實的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，教學(xué)過程要引導(dǎo)學(xué)生多運用實例來輔助理解。

3.分析引入的例子，學(xué)生應(yīng)用熱力學(xué)第二定律分析，師生共同小結(jié)本節(jié)內(nèi)容，首尾呼應(yīng)，學(xué)以致用。

第五篇：文本解讀新思考

文本解讀新思考

解讀文本的能力是語文教師的看家本領(lǐng)。因為只有透徹地解讀文本，教師才能知道教師該教什么，學(xué)生該學(xué)什么；只有透徹地解讀文本，教師才能決定教師怎么教，學(xué)生怎么學(xué)。教師能否準(zhǔn)確、深入的解讀文本直接影響到課堂教學(xué)存在的意義和價值。那么，作為一名語文教師該如何解讀文本？

一、把握一個原則，即語文的工具性和人文性統(tǒng)一的原則。說工具性就是指要培養(yǎng)學(xué)生理解漢語、運用漢語能力，讓學(xué)生會聽會讀、會說會寫。而談人文性，就注重了語文學(xué)科在提高學(xué)生的品德修養(yǎng)和審美情趣，使他們逐步形成良好的個性和健全的人格方面的意義。如果教師在文本解讀的過程中不能兼顧語文學(xué)科的兩個特點，注重工具性則會在備課中過多關(guān)注語言及文本存在的形式，注重人文性則會在備課中更關(guān)注內(nèi)容，深度的備課和文本解讀應(yīng)該是兼容了文本的形式與內(nèi)容的，只有這樣才不會?課?走偏鋒。

二、確定一個標(biāo)準(zhǔn)：準(zhǔn)確、深刻、獨到。

如何做到準(zhǔn)確解讀文本？首先，站在作者的角度，考慮作者為什么寫。孟子曾經(jīng)說過：?讀其書，頌其詩，不知其人，可乎？是以知人論世也。?要想準(zhǔn)確解讀文本，首先應(yīng)當(dāng)追溯作者的寫作目的或?qū)懽鞅尘埃驗槲谋窘庾x中，不了解作者就無法把握?作者之思?和?文本之志?。其次，站在編者的角度，考慮編者為什么編選。我們現(xiàn)在使用的語文教材，單元教學(xué)內(nèi)容都是按主題劃分的，每個單元的課文都是按一定的規(guī)律體現(xiàn)編者意圖的。因此，把文本放入單元教學(xué)內(nèi)容中去考慮，可以更準(zhǔn)確地觸摸到文本的教學(xué)方向。再次，站在學(xué)生的角度，考慮學(xué)生可學(xué)些什么。教師要學(xué)會用學(xué)生的眼睛看文本，尊重學(xué)生的認(rèn)知心理和學(xué)習(xí)習(xí)慣，要從學(xué)生的角度去思考：學(xué)生會按照怎樣的過程、采用怎樣的方法來讀懂文本，學(xué)生閱讀過程中會出現(xiàn)哪些問題、困難？如果遇到問題和困難，可能是什么原因造成的？學(xué)生現(xiàn)有的學(xué)習(xí)水平怎樣？在此種情況下，需要教什么？只有這種換個角度看文本的解讀，才可以給課堂教學(xué)目標(biāo)更準(zhǔn)確的定位，從而提高語文的課堂教學(xué)效率。

如何做到文本解讀的深刻和獨到？教師對文本深刻、獨到的解讀首先是建立在準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上的。?一千個讀者就有一千個哈姆雷特?,面對同一文本，不同的人或者說從不同的角度去閱讀，其理解是不盡相同的，這就需要我們處理好多元與一元、個性與共性之間的辯證關(guān)系，教屬于這篇文章獨有的。

三、找準(zhǔn)一個起點：學(xué)生充分閱讀文本后產(chǎn)生的興奮點、疑惑點、功利心。評價我們當(dāng)下的語文課堂，會有不少人認(rèn)為語文課堂教學(xué)效率存在少慢差費的弊病。造成這一問題的原因是多方面的，但有一點不可否認(rèn)：課堂上我們教了許多不必教學(xué)的內(nèi)容。常規(guī)的備課，教師多注重教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的備課，備學(xué)生不夠充分。我們往往根據(jù)自己對教材的理解設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，而對學(xué)生在這一知識領(lǐng)域的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、理解能力缺少必要的思考，教學(xué)起點過高或過低，都會影響課堂效率。上海市虹口區(qū)教師進修學(xué)院馬骉老師教《荷花淀》難以確定長文短教的教學(xué)點，便向?qū)W生調(diào)查他們的興趣所在，結(jié)果?傳神的人物對話?這一答案激活了老師的思維，也成就了一節(jié)成功的課。面對一篇文章需要講什么、不需要講什么、什么該重點教學(xué)、什么是教學(xué)難點，最準(zhǔn)確的答案在學(xué)生那里。?一個高明的老師眼睛是盯著學(xué)生的?以學(xué)定教，起點準(zhǔn)確了，目標(biāo)才可以更準(zhǔn)確。錢夢龍老師教《死海不死》，先要問?地理課上學(xué)到的關(guān)于死海的知識?再要問?什么知識可以不教?。最后確定?哪些知識還需要老師教?，三個環(huán)節(jié)下來不屬于語文的沒有了，我們大多數(shù)人都在作為重點教學(xué)卻是學(xué)生都能自己學(xué)會的死海的名稱由來、文章的說明方法、確數(shù)約數(shù)問題也輕松解決了，?科學(xué)小品文?這一屬于這篇文章獨有的教學(xué)重難點也講深講透了，多么高明的教學(xué)設(shè)計！成功的原因在哪里？教師眼中有學(xué)生，?貼”著學(xué)生行走的課才可以成為好課，?貼?著學(xué)生解讀文本，才可以更添課堂的實效。

四、尋求幾個突破口：字詞句、形式、文體、核心。文本的深度解讀在主題的挖掘，也在于對文本?怎么寫?這一問題的全面把握。我們教一篇文章不是要教他的共性，而是要教出它的獨有的特點，所以，關(guān)注形式發(fā)揮文本作為?唯一性?文本所具有的工具作用大有必要。

（一）關(guān)于字詞句。語言文字是文本借以表情達意的載體，學(xué)語文不能離開字詞句。所以譚軼斌老師說?字詞句是語文的‘細(xì)胞’?；馬骉老師則稱教語文?語言是非下功夫不可的?。當(dāng)下我們都意識到了字詞句教學(xué)的重要性，甚而課堂教學(xué)中?賞析語言?已成了約定俗成的教學(xué)環(huán)節(jié)。反思我們的字詞句教學(xué)存在的問題在于：不系統(tǒng)、不深刻。為賞析語言而賞析語言，為講字詞句而講字詞句，不能將之與教學(xué)的終極目標(biāo)相聯(lián)系，造成點撥無方向，教學(xué)不深刻；不能將字詞句放置于全文去思考，造成點點散落，教學(xué)不系統(tǒng)。正確的做法是既要講透字詞句的表層意思，也要將字詞句立足于全篇根據(jù)全篇前后的聯(lián)系，對字詞所包含的情感、意蘊加以理解，講出言語的特殊性，體現(xiàn)語境中的具體性。

教師對文本的深度解讀基礎(chǔ)上，含英咀華，往往可以發(fā)現(xiàn)一篇文章中會有一個詞或一個句是可以起到牽一發(fā)而動全身的作用，串起全篇撬動全文教學(xué)的。教《背影》，教我們都意識到的?縮?、?探?、?傾?等動詞中蘊含的父愛的同時，可以特別關(guān)?黑色?、?黑布?、?深青色?等詞語的教學(xué)。?為什么是黑色??為什么是布?兩個問題引出的文章開頭對于家庭背景部分的學(xué)習(xí)，引申出的是關(guān)于父子情深這一主題的深度理解。教魯迅的《藥》，可以扣住眾人談話的場面，抓住一個?瘋了?由點到面，老中青三代人思想的昧落后便不言而喻了，眾生?愚昧的深度和廣度?就因一個詞的提攜而躍然紙上了。

（二）文本形式。?形式是語文的根基?。理解文中人物形象、了解寫作的時背景、體會作者的情感固然重要，但如果忽略了對文本形式的把握，語文就失去了特質(zhì)。比如《鄧稼先》一文的小標(biāo)題形式，就應(yīng)當(dāng)成為我們備課視野的焦點。教《春》一文，我們也應(yīng)該關(guān)注文章寫作的視角，關(guān)注文本的結(jié)構(gòu)。文中五幅畫面安排中由下而上的寫作順序，而每一幅畫面中由上而下的寫作順序形成的?垂柳式?的文章結(jié)構(gòu)形式只屬于《春》一文，抓住了這一點，便發(fā)揮了文本?特例?的教學(xué)作用。

（三）關(guān)于文體。?閱讀離開了文體，必定是不得要領(lǐng)的?。我們說文體，并不是說我們的教學(xué)中一定教文體，而是說教師心中要有文體的意識，因為?文體是體現(xiàn)‘語文’的元素。說起學(xué)生的作文，我們常常說學(xué)生作文?四不像?；設(shè)計語文課堂便是習(xí)慣了的?整體感知——語言賞析——深度研讀?。如此學(xué)與教的問題的出現(xiàn)和我們平時教學(xué)中文本文體意識的淡漠不無干系。文體不同，主題的呈現(xiàn)形態(tài)便不一樣；文體不同，其表達方式、結(jié)構(gòu)形式、題材選擇都會不同。文體論解讀的主要方法有一下幾種：把握不同文體的表現(xiàn)形式；辨別不同文體的結(jié)構(gòu)類型；駕馭不同文體的語言體式，再現(xiàn)不同文體的主題形態(tài)。具體到某一篇課文的教學(xué)切入，小說可從環(huán)境、情節(jié)、人物、開頭結(jié)尾的方式切入；散文可以從托物言志，借景抒情，借物寓人等表現(xiàn)手法切入。比如解讀《孔乙己》就不能不剖析孔乙己的性格。解讀《白楊禮贊》就要抓住托物言志的寫作手法。閱讀教學(xué)中，講清文體，有助于學(xué)生更準(zhǔn)確透徹地剖析文章的主題思想、布局謀篇和感情的表達。

（四）關(guān)于核心。課文無非是個例子，并且從作者寫作和編者選擇的角度考慮，每一篇文章都帶有唯一性，我們的教學(xué)中，就應(yīng)當(dāng)發(fā)掘每一篇課文獨特的?語文價值?，凸現(xiàn)這一篇中所隱含語文核心價值。在這一點上，鄭桂華老師認(rèn)為這核心價值重在發(fā)揮語文的工具性作用，即通過這一篇?重點訓(xùn)練學(xué)生的語言感受力和表達力，重點完成語文課應(yīng)該達成的教學(xué)目標(biāo)，適當(dāng)弱化文本可能隱含的其他教育價值，比如科普、社會生活認(rèn)識價值以及思想品德教育價值?，從而?把語文課上成真正的語文課?。比如鄭老師教《安塞腰鼓》就叫文章句式與思想感情表達的關(guān)系；教《拿來主義》就抓?形象說理、個性表達?；錢夢龍老師教《死海不死》就教科學(xué)小品文的特點。這些獨到的教學(xué)設(shè)計都在語文課應(yīng)該?教什么?這一問題上給了我們深刻的啟迪。

著名特級教師孫雙金老師在談到文本解讀的重要性時曾提出：?上好語文課，解讀文本是第一步?。長期的實踐經(jīng)驗告訴我們：教者對課文的解讀是非常重要的。理念的落實、方法的借鑒、創(chuàng)意的實施、目標(biāo)的達成……這一切都必須通過教者對課文的合理解讀才能得以展開。只有對課文進行了合理的解讀，我們的教學(xué)才有可能超越形式，擺脫模仿，進一步走向教學(xué)的本質(zhì)。