高中物理 热力学第二定律的微观解释教案 新人教版选修3

热力学第二定律的微观解释 教案目标导航1.了解有序和无序，宏观态和微观态的概念 2.了解热力学第二定律的微观意义。3.了解熵的概念，知道熵是反映系统无序程度的物理量。4.知道随着条件的变化，熵是变化的。诱思导学1.有序和无序 有序：只要确定了某种规则，符合这个规则的就叫做有序。 无序：不符合某种确定规则的称为无序。无序意味着各处都一样，平均、没有差别，有序则相反。有序和无序是相对的。2.宏观态和微观态宏观态：符合某种规定、规则的状态，叫做热力学系统的宏观态。微观态：在宏观状态下，符合另外的规定、规则的状态叫做这个宏观态的微观态。系统的宏观态所对应的微观态的多少表现为宏观态无序程度的大小。如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说这个“宏观态”是比较无序的，同时也决定了宏观过程的方向性——从有序到无序。3.热力学第二定律的微观意义一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。4.熵和系统内能一样都是一个状态函数，仅由系统的状态决定。从分子运动论的观点来看，熵是分子热运动无序(混乱)程度的定量量度。一个系统的熵是随着系统状态的变化而变化的。在自然过程中，系统的熵是增加的。在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的，叫做熵增加原理。对于其它情况，系统的熵可能增加，也可能减小。从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展。典例探究例 1 一个物体在粗糙的平面上滑动，最后停止。系统的熵如何变化？解析：因为物体由于受到摩擦力而停止运动，其动能变为系统的内能，增加了系统分子无规则运动的程度，使得无规则运动加强，也就是系统的无序程度增加了，所以系统的熵增加。友情提示：本题考查的是对熵增加原理的理解和应用。课后问题与练习点击：1.解析：①全是甜的，对应的微观态 1 个，宏观态出现的概率是 1/32；②全是咸的，对应的微观态 1 个，宏观态出现的概率是 1/32；③ 1 甜 4 咸，对应的微观态 5 个，宏观态出现的概率是 5/32；④ 4 甜 1 咸，对应的微观态 5 个，宏观态出现的概率是 5/32；⑤ 2 甜 3 咸，对应的微观态 10 个，宏观态出现的概率是 10/32；⑥ 3 甜 2 咸，对应的微观态 10 个，宏观态出现的概率是 10/32；(3)概率 (4)无序性增大了3.略基础训练1.一定质量的气体被压缩，从而放出热...