We report on severalspecific studen

We report on several
specific student difficulties regarding the second law of thermodynamics in the context of heat engines
within upper-division undergraduate thermal physics courses. Data come from ungraded written surveys,
graded homework assignments, and videotaped classroom observations of tutorial activities. Written data
show that students in these courses do not clearly articulate the connection between the Carnot cycle and
the second law after lecture instruction. This result is consistent both within and across student populations.
Observation data provide evidence for myriad difficulties related to entropy and heat engines, including
students’ struggles in reasoning about situations that are physically impossible and failures to differentiate
between differential and net changes of state properties of a system. Results herein may be seen as the
application of previously documented difficulties in the context of heat engines, but others are novel and
emphasize the subtle and complex nature of cyclic processes and heat engines, which are central to
the teaching and learning of thermodynamics and its applications. Moreover, the sophistication of these
difficulties is indicative of the more advanced thinking required of students at the upper division, whose
developing knowledge and understanding give rise to questions and struggles that are inaccessible to
novices.

Kết quả (Việt) 2:

Chúng tôi báo cáo về một số
khó khăn học sinh cụ thể liên quan đến định luật thứ hai của nhiệt động lực trong bối cảnh của động cơ nhiệt
trong khóa học đại học vật lý nhiệt trên-chia. Dữ liệu từ các cuộc điều tra chưa phân loại văn bản,
bài tập về nhà chấm điểm, và quan sát lớp học ghi hình các hoạt động hướng dẫn. Dữ liệu bằng văn bản
cho thấy sinh viên trong các khóa học này không được rõ ràng rằng sự kết nối giữa các chu trình Carnot và
định luật thứ hai sau khi dạy bài giảng. Kết quả này phù hợp cả trong và giữa các quần thể sinh viên.
Dữ liệu quan sát cung cấp bằng chứng cho vô số khó khăn liên quan đến entropy và động cơ nhiệt, bao gồm cả
các cuộc đấu tranh của học sinh trong lý luận về những tình huống mà có thể chất không thể và thất bại để phân biệt
giữa các khác biệt và lưới thay đổi tài sản nhà nước của hệ thống. Kết quả ở đây có thể được xem như là các
ứng dụng khó khăn tài liệu trước đó trong bối cảnh của động cơ nhiệt, nhưng những người khác là cuốn tiểu thuyết và
nhấn mạnh bản chất tinh tế và phức tạp của quá trình tuần hoàn và động cơ nhiệt, mà là trung tâm của
việc dạy và học của nhiệt động học và các ứng dụng của nó . Hơn nữa, sự tinh tế của những
khó khăn này là biểu hiện của tư tưởng tiên tiến hơn yêu cầu của sinh viên tại các bộ phận trên, mà
phát triển kiến thức và sự hiểu biết làm phát sinh câu hỏi và cuộc đấu tranh có thể tiếp cận với
người mới.