有序、无序和熵.ppt

《有序、无序和熵.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有序、无序和熵.ppt（13页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第五节有序、无序和熵第五节有序、无序和熵学学习习目目标标：1.知道什么是能量的耗散与退化知道什么是能量的耗散与退化2知道知道热热力学第三定律的力学第三定律的绝对绝对零度不可能达到零度不可能达到3知道什么是有序和无序，什么是宏知道什么是有序和无序，什么是宏观态观态与微与微观态观态4知道知道热热力学第二定律的微力学第二定律的微观观意意义义 第第五五节节核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案学习目标学习目标课前自主学案课前自主学案一、能量的耗散与退化一、能量的耗散与退化在自然界在自然界发发生的种种生的种种变变化中，能量的化中，能量的总值虽总值

2、虽然保然保持不持不变变(守恒守恒)，但是能量可被利用的价，但是能量可被利用的价值值却越来越却越来越小，或者小，或者说说能量的能量的_在逐步降在逐步降级级，这这就是能就是能量的耗散与退化量的耗散与退化二、二、绝对绝对零度不可达到零度不可达到1热热力学第三定律：不可能通力学第三定律：不可能通过过有限的有限的过过程把物程把物体冷却到体冷却到_2热热力学温度力学温度T的的单单位是位是_，符号，符号为为_，与与摄摄氏度氏度t的的换换算关系：算关系：T_.品品质质绝对绝对零度零度开开尔尔文文Kt273.15K三、三、熵熵增加原理增加原理任何孤立系任何孤立系统统，它的，它的总熵总熵永永远远不会不会_；或；或

3、者者说说，自然界的一切自，自然界的一切自发过发过程，程，总总是朝着是朝着熵熵_的方向的方向进进行的行的这这就是就是熵熵增加原理增加原理这这也也是是热热力学第二定律的又一表述力学第二定律的又一表述四、有序向无序的四、有序向无序的转转化化系系统统自自发发的的过过程程总总是从是从_变为变为_的系的系统总统总是从是从熵熵比比较较_的状的状态变为熵态变为熵比比较较_的状的状态态由此可由此可见见，熵熵是表征系是表征系统统的的_的物理的物理量，量，熵熵越大，系越大，系统统的无序程度越的无序程度越_减小减小增加增加有序有序无序无序小小大大无序程度无序程度高高核心要点突破核心要点突破一、能量的耗散与退化一、能量

4、的耗散与退化我我们们没有没有办办法把流散的内能重新收集起来加以利用，法把流散的内能重新收集起来加以利用，这这种种现现象叫做能量的耗散与退化能量的耗散与退象叫做能量的耗散与退化能量的耗散与退化是从能量化是从能量转转化的角度反映出自然界中的宏化的角度反映出自然界中的宏观过观过程程具有的方向性具有的方向性对对能量的耗散与退化的理解：能量的耗散与退化的理解：1在利用能源的在利用能源的实际过实际过程程，由于摩擦、体，由于摩擦、体积积形形变变、系系统统向外界放出向外界放出热热量等因素，会有部分能量最量等因素，会有部分能量最终终以以热热的形式的形式转转移出去宏移出去宏观过观过程的不可逆性，程的不可逆性，导导

5、致致这这些能量无法重新收集而被利用，从而造成能量的永些能量无法重新收集而被利用，从而造成能量的永久性久性损损失，失，这这就是能量耗散可就是能量耗散可见见，能量耗散与能，能量耗散与能量退化的宏量退化的宏观过观过程具有方向性、不可逆性程具有方向性、不可逆性2能量耗散能量耗散过过程中，包括程中，包括环环境在内的整个系境在内的整个系统总统总能量仍是守恒的，但可利用的能量在减少，造成能能量仍是守恒的，但可利用的能量在减少，造成能量的量的“贬值贬值”任何利用能源的任何利用能源的过过程都必然程都必然导导致致这这种种能量能量“贬值贬值”，即退化因此我，即退化因此我们们要要节约节约能源能源二、有序向无序的二、有

6、序向无序的转转化化1有序和无序有序和无序确定某种确定某种规则规则，符合，符合这这个个规则规则的分布是有序的，不的分布是有序的，不符合符合这这个个规则规则和要求的分布就是无序的和要求的分布就是无序的有序意味着各有序意味着各处处都一都一样样、均衡、没有差、均衡、没有差别别；而无序；而无序则则是相反是相反元贝驾考 http:/ 元贝驾考2016科目一 科目四金手指考试 http:/ 金手指驾驶员考试2宏宏观态观态和微和微观态观态规规定了某种定了某种规则规则，我，我们们就就规规定了一个定了一个“宏宏观态观态”，这这个个“宏宏观态观态”可能包含一种或几种可能包含一种或几种“微微观态观态”，不，不同的同的

7、“宏宏观态观态”对应对应的的“微微观态观态”的个数不同如果的个数不同如果一个一个“宏宏观态观态”对应对应的的“微微观态观态”比比较较多，我多，我们们就就说说这这个个“宏宏观态观态”是比是比较较无序的无序的我我们们以气体向真空的以气体向真空的扩扩散散为为例来例来认识认识宏宏观态观态和微和微观态观态一个箱子被一个箱子被挡挡板分板分为为左、右两室，左室有气体，左、右两室，左室有气体，右室右室为为真空撤去真空撤去挡挡板后气体要由左向右板后气体要由左向右扩扩散散我我们们从分子从分子热热运运动动的角度分析的角度分析这这个个过过程的方向性程的方向性为为了了简单简单，假定气体只由，假定气体只由A、B、C、D共

8、四个共四个分子分子组组成成图图251甲、乙、丙、丁是四个不同的微甲、乙、丙、丁是四个不同的微观态观态，但甲、乙，但甲、乙属于同一个宏属于同一个宏观态观态，丙、丁属于另一个宏，丙、丁属于另一个宏观态观态撤去撤去挡挡板后四个分子都可以板后四个分子都可以处处于箱中任何位置，就于箱中任何位置，就像像队队列解散后的学生一列解散后的学生一样样如果如果细细致地区分哪个分致地区分哪个分子在哪子在哪侧侧，这样这样的一个一个的状的一个一个的状态态就是不同的微就是不同的微观观态态例如，例如，“A、B在左室，在左室，C、D在右室在右室”与与“A、C在左室，在左室，B、D在右室在右室”，就是两个不同的微，就是两个不同的

9、微观态观态当然当然“A在左室，在左室，B、C、D在右室在右室”也是与前面两个也是与前面两个不同的微不同的微观态观态但是，宏但是，宏观观的的观观察并不能区分察并不能区分图图251甲和乙的甲和乙的两个微两个微观态观态，我，我们们只能只能说这说这两种情况下左右两室中两种情况下左右两室中分子的数量密度是一分子的数量密度是一样样的，因此，我的，因此，我们说们说，图图甲和甲和图图乙属于同一个宏乙属于同一个宏观态观态；而；而图图丙和丙和图图丁，尽管从微丁，尽管从微观观上看具体分子的位置并不一上看具体分子的位置并不一样样，是不同的微，是不同的微观态观态，但它但它们还们还是属于同一个宏是属于同一个宏观态观态，都

10、是，都是“左左1右右3”从微从微观观看，看，热传递热传递的的过过程中，自然程中，自然过过程是大量分程是大量分子从无序程度小的运子从无序程度小的运动动状状态态向无序程度大的运向无序程度大的运动动状状态转态转化的化的过过程，其逆程，其逆过过程不能自程不能自发发地地进进行行大量分子无序运大量分子无序运动动状状态变态变化的方向化的方向总总是向无序性是向无序性增大的方向增大的方向进进行的，即一切自然行的，即一切自然过过程程总总是沿着无是沿着无序性增大的方向序性增大的方向进进行的，行的，这这就是就是热热力学第二定律力学第二定律的微的微观观意意义义课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一对热对热力学第二定律的理解力学第二定律的理解例例例例1 1关于关于热热力学第二定律的微力学第二定律的微观观意意义义，下列，下列说说法法正确的是正确的是()A大量分子无大量分子无规则规则的的热热运运动动能能够够自自动转变为动转变为有序有序运运动动B热传递热传递的自然的自然过过程是大量分子从有序运程是大量分子从有序运动动状状态态向无序运向无序运动动状状态转态转化的化的过过程程C热传递热传递的自然的自然过过程是大量分子从无序程度小的程是大量分子从无序程度小的运运动动状状态态向无序程度大的运向无序程度大的运动动状状态转态转化的化的过过程程