教科版高三物理選修3《初識熵》教案及教學反思

教科版高三物理選修3《初識熵》教案及教學反思一、教學背景本教學案例是針對教科版高中物理選修3中關于熵概念的教學，通過設計選題，讓學生初步了解熵的基本概念，啟發(fā)學生探究熵在物理中的應用，加深對熵概念的理解。二、教學目標了解熱力學第二定律的基本內(nèi)容，掌握熵的概念；學習和理解物理中熵的應用；培養(yǎng)學生的實驗設計和數(shù)據(jù)處理能力；提高學生的評價能力和解決問題的方法。三、教學內(nèi)容【學習目標】掌握熵的概念及在物理中的應用。1.課前預習通過閱讀教科版選修3的相關內(nèi)容，將熵的概念和應用有一個大概的了解，同時預習本次實驗涉及到的儀器和相關原理。2.實驗操作實驗材料：防火棉、燒杯、電熱水壺、烤箱、液晶電子秤等。實驗步驟：將燒杯放入烤箱中，烘烤半小時，稱量燒杯的質(zhì)量，標記為m1將電熱水壺加滿水，通電加熱，水沸騰后記錄下此時的溫度T1，斷電，等待水溫下降至室溫T將電熱水壺再次加滿水后，通電加熱，水沸騰后記錄下此時的溫度T3，然后將水倒入燒杯，稱重并記錄下此時的質(zhì)量及溫度T實驗原理：根據(jù)熱力學第二定律和熵的概念，當系統(tǒng)中發(fā)生的變化能夠增加系統(tǒng)的混亂程度時，系統(tǒng)的熵會增大；反之，如果變化使得系統(tǒng)的秩序加強，則系統(tǒng)的熵會減小。在本實驗中，燒杯烘烤后表面積會增加，進而增加了杯壁的熱輻射能，引起系統(tǒng)熵的增大。在水沸騰的過程中，水蒸氣摩擦引起了水面的運動，增加了分子熱運動的混亂程度，使系統(tǒng)熵增大；而將水倒入燒杯中，水與燒杯之間的相互作用及熱交換使系統(tǒng)的熵增大。3.實驗結果分析根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算燒杯和水的熵變值：$$\\DeltaS=m_1\\ln\\frac{T_1}{T_2}+m_2\\ln\\frac{T_3}{T_4}$$其中，m2為水的質(zhì)量，$\\DeltaS$4.思考與討論基于熵的概念，對熱力學第二定律進行解釋；分析實驗數(shù)據(jù)并進行思考，討論如何用熵的概念來研究不可逆過程和系統(tǒng)的混亂程度；思考如何用熵的概念來分析周圍環(huán)境對系統(tǒng)的影響，對于這種影響如何進行控制和利用。四、教學反思通過本次教學活動，學生初步了解了熵的概念及其在物理中的應用。在教學過程中，通過設置實驗進行探究，有利于激發(fā)學生的實踐能力和創(chuàng)新思維，進而培養(yǎng)學生學習和研究的興趣。但是，在教學活動中也存在著一些問題，由于本次教學涉及到了實驗，需要的時間和器材成本也較高，在教學資源不足的情況下難以進行。同時，在教學過程中需要注重