《有序、無序和熵》課件2.ppt

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1、第五節(jié)有序、無序和熵第二章　能量的守恒與耗散目標(biāo)導(dǎo)航1.知道什么是能量的耗散與退化.2.知道熱力學(xué)第三定律的絕對(duì)零度不可能達(dá)到.3.知道什么是有序和無序，什么是宏觀態(tài)與微觀態(tài).4.知道熱力學(xué)第二定律的微觀意義.新知初探自學(xué)導(dǎo)引一、能量的耗散與退化在自然界發(fā)生的種種變化中，能量的總值雖然保持不變(守恒)，但是能量可被利用的價(jià)值卻越來越小，或者說能量的____在逐步降級(jí)，這就是能量的耗散與退化．品質(zhì)想一想1．使用電爐時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這個(gè)系統(tǒng)能否依靠自身的作用(自發(fā)地)回到原來的狀態(tài)？提示：不能．除非依靠系

2、統(tǒng)外界的“幫助”，才可能將內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為電能．絕對(duì)零度開爾文Kt＋273.15K耗散退化平衡狀態(tài)減小增加四、有序向無序的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)自發(fā)的過程總是從____變?yōu)開___的．系統(tǒng)總是從熵比較__的狀態(tài)變?yōu)殪乇容^__的狀態(tài)．由此可見，熵是表征系統(tǒng)的________的物理量，熵越大，系統(tǒng)的無序程度越___．有序無序小大無序程度高想一想2．一個(gè)物體在粗糙的平面上滑動(dòng)，最后停止．系統(tǒng)的熵如何變化？要點(diǎn)探究講練互動(dòng)要點(diǎn)1能量的耗散與退化我們沒有辦法把流散的內(nèi)能重新收集起來加以利用，這種現(xiàn)象叫做能量的耗散與退化．能量的耗散與

3、退化是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有的方向性．對(duì)能量的耗散與退化的理解：1.在利用能源的實(shí)際過程中，由于摩擦、體積形變、系統(tǒng)向外界放出熱量等因素，會(huì)有部分能量最終以熱能的形式轉(zhuǎn)移出去．宏觀過程的不可逆性，導(dǎo)致這些能量無法重新收集而被利用，從而造成能量的永久性損失，這就是能量耗散．可見，能量耗散與能量退化的宏觀過程具有方向性、不可逆性．2.能量耗散過程中，包括環(huán)境在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)總能量仍是守恒的，但可利用的能量在減少，造成能量的“貶值”．任何利用能源的過程都必然導(dǎo)致這種能量“貶值”，即退化．因此

4、我們要節(jié)約能源．能源利用的過程實(shí)質(zhì)上是()A．能量的消失過程B．能量的創(chuàng)造過程C．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程D．能量的轉(zhuǎn)化、傳遞并且逐漸消失的過程例1【答案】C變式訓(xùn)練1.下列關(guān)于能量耗散的說法正確的是()A．能量耗散使能的總量減少，違背了能量守恒定律B．能量耗散是指散失在環(huán)境中的內(nèi)能再也不能被人類利用C．各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是能夠自動(dòng)全額發(fā)生的D．能量耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低答案：BCD1.有序和無序確定某種規(guī)則，符合這個(gè)規(guī)則的分布是有序的，不符合這個(gè)規(guī)則和要求的分布就是無序的．有序意味著各處都一樣、均

5、衡、沒有差別；而無序則是相反．要點(diǎn)2對(duì)有序、無序和熵的理解2.宏觀態(tài)和微觀態(tài)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．如果一個(gè)“宏觀態(tài)”對(duì)應(yīng)的“微觀態(tài)”比較多，我們就說這個(gè)“宏觀態(tài)”是比較無序的．我們以氣體向真空的擴(kuò)散為例來認(rèn)識(shí)宏觀態(tài)和微觀態(tài)．一個(gè)箱子被擋板分為左、右兩室，左室有氣體，右室為真空．撤去擋板后氣體要由左向右擴(kuò)散．我們從分子熱運(yùn)動(dòng)的角度分析這個(gè)過程的方向性．為了簡單，假定氣體只由A、B、C、D共四個(gè)分子組

6、成．圖2－5－1如圖2－5－2所示，質(zhì)量相同、溫度相同的水，分別處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)下，它們的熵的大小有什么關(guān)系？為什么？例2圖2－5－2【答案】見精講精析變式訓(xùn)練2.將一些鹽放入一杯清水中，一杯水都變咸了，試說明這一過程中熵的變化．解析：鹽在水中逐漸擴(kuò)散的過程，屬于從有序向無序轉(zhuǎn)化的過程，故熵將增加．答案：見解析