高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 第五節(jié) 熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 第六節(jié) 能源和可持續(xù)發(fā)展預(yù)習(xí)導(dǎo)航學(xué)案 新人教版選修3-3

《高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 第五節(jié) 熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 第六節(jié) 能源和可持續(xù)發(fā)展預(yù)習(xí)導(dǎo)航學(xué)案 新人教版選修3-3》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 第五節(jié) 熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 第六節(jié) 能源和可持續(xù)發(fā)展預(yù)習(xí)導(dǎo)航學(xué)案 新人教版選修3-3（2頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第五節(jié) 熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 第六節(jié) 能源和可持續(xù)發(fā)展 預(yù)習(xí)導(dǎo)航 情境導(dǎo)入 課程目標(biāo) 　　如圖所示，威武的解放軍在閱兵式上整齊地行進(jìn)；春運(yùn)中擁擠的人群雜亂無(wú)章。這兩個(gè)例子中，哪個(gè)是有序的，哪個(gè)是無(wú)序的？自發(fā)的過(guò)程是從有序向著無(wú)序發(fā)展還是從無(wú)序向著有序發(fā)展？ 1.了解有序和無(wú)序，知道有序和無(wú)序是相對(duì)的；了解宏觀態(tài)與微觀態(tài)，知道宏觀態(tài)對(duì)應(yīng)的微觀態(tài)的數(shù)目與無(wú)序程度的關(guān)系。 2．知道熵的概念，知道熵是描述系統(tǒng)無(wú)序程度的物理量，了解熵增加原理，知道它是熱力學(xué)第二定律的另一種表述，能用熵增加原理解釋生活中的一些現(xiàn)象。 3．了解什么是能量耗散和品質(zhì)降低，能利用熵增加原理認(rèn)識(shí)自然

2、界中能量轉(zhuǎn)化的方向性，能從熵增加的角度認(rèn)識(shí)當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題，增強(qiáng)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。 一、熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 1．有序和無(wú)序 (1)概念：一個(gè)系統(tǒng)的個(gè)體按確定的某種規(guī)則有順序地排列即為有序；如果對(duì)個(gè)體的分布沒(méi)有確定的要求，“怎樣分布都可以”即為無(wú)序。 (2)特點(diǎn)：有序和無(wú)序是相對(duì)的，即存在一個(gè)有序程度的問(wèn)題。 2．宏觀態(tài)和微觀態(tài) (1)概念：在統(tǒng)計(jì)物理學(xué)中，規(guī)定了某種規(guī)則，我們就規(guī)定了一個(gè)“宏觀態(tài)”，這個(gè)“宏觀態(tài)”可能包含一種或幾種“微觀態(tài)”，不同的“宏觀態(tài)”對(duì)應(yīng)的“微觀態(tài)”的個(gè)數(shù)不同。 (2)特點(diǎn)：如果一個(gè)“宏觀態(tài)”對(duì)應(yīng)的“微觀態(tài)”比較多，那么這個(gè)“宏觀態(tài)”是比較無(wú)序的。

3、 3．熱力學(xué)第二定律的微觀意義 一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大(選填“增大”或“減小”)的方向進(jìn)行。這就是熱力學(xué)第二定律的微觀意義。 4.熵及熵增加原理 (1)熵： ①物理意義：用來(lái)量度系統(tǒng)無(wú)序程度的物理量叫作熵。 ②表達(dá)式：S＝kln_Ω，其中k表示玻爾茲曼常數(shù)， Ω表示一個(gè)宏觀態(tài)所對(duì)應(yīng)的微觀態(tài)的數(shù)目，S表示熵。 (2)熵增加原理：在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減小。這就是用熵的概念表示的熱力學(xué)第二定律。 思考一定質(zhì)量的氣體被壓縮，從而放出熱量，其熵怎樣變化？ 提示：氣體被壓縮過(guò)程中，體積減小，分子間的相對(duì)位置越來(lái)越確定，系統(tǒng)的無(wú)序程度越來(lái)越小，所以熵減

4、小。 二、能源和可持續(xù)發(fā)展 1．能量耗散和品質(zhì)降低 (1)能量耗散：有序度較高(集中度較高)的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，流散到環(huán)境中無(wú)法重新收集起來(lái)加以利用的現(xiàn)象。 (2)各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是無(wú)序程度較小的狀態(tài)向無(wú)序程度較大的狀態(tài)的轉(zhuǎn)化，是能夠自動(dòng)發(fā)生、全額發(fā)生的。 (3)能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的自發(fā)變化過(guò)程具有方向性。 (4)能量耗散雖然不會(huì)導(dǎo)致能量總量的減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，它實(shí)際上是將能量從高度有用的高品質(zhì)形式降級(jí)為不大可用的低品質(zhì)形式。 思考流動(dòng)的水帶動(dòng)水磨做功，由于磨盤(pán)之間的摩擦、磨盤(pán)和糧食之間的摩擦和擠壓，使磨盤(pán)和糧食的溫度升高，水流的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)變成了內(nèi)能，這些內(nèi)能最終流散到周?chē)目諝庵校覀儧](méi)有辦法把這些流散的內(nèi)能重新收集起來(lái)加以利用。請(qǐng)思考：內(nèi)能與機(jī)械能相比，哪種能量的品質(zhì)低？ 提示：內(nèi)能。能量的耗散雖然不會(huì)使能量減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，它實(shí)際上將能量從高度有用的形式降級(jí)為不大可用的形式。故內(nèi)能較之機(jī)械能是一種低品質(zhì)的能量。 2．能源與環(huán)境 (1)能源的種類(lèi)： ①常規(guī)能源：煤、石油、天然氣等。 ②新能源：太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、水能等。 (2)環(huán)境問(wèn)題：化石能源的資源有限，而且使用時(shí)對(duì)環(huán)境有很大的破壞，造成的環(huán)境污染主要有：溫室效應(yīng)、酸雨、光化學(xué)煙霧、浮塵等。 2