高中物理 第十章 热力学定律 第五节 热力学第二定律的微观解释名师导航学案 新人教版选修3-3-新人教版高一选修3-3物理学案VIP专享

第五节 热力学第二定律的微观解释名师导航知识梳理1.系统的宏观表现源于组成系统的_________的统计规律.2.如果一个_________对应的_________比较多，就说这个_________是比较无序的.3.一切自然过程总是沿着的_________的_________方向进行.4.自发的过程总是倾向于出现与较多_________对应的_________，因此自发的过程总是从_________向着_________发展的.5.在任何自然过程中，一个孤立系统的_________不会减小，因此，热力学第二定律又叫做_________.疑难突破怎样理解热力学第二定律是一个统计规律？剖析：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多无序，所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展.热力学第二定律的适用范围：1.热力学第二定律是一个统计规律，只有对有大量分子所组成的系统才适用；2.不能把热力学第二定律推广到浩瀚的宇宙中去，因为宇宙不是一个孤立的系统.问题探究问题：熵增加原理表示的是热力学第二定律吗？探究：大量实验事实证明： 热力学系统从一平衡态绝热地到达另一个平衡态的过程中，它的熵永不减少.若过程是可逆的，则熵不变；若过程是不可逆的，则熵增加. 不可逆绝热过程总是向着熵增加的方向变化，可逆绝热过程总是沿等熵线变化.可以证明，熵增加原理表示的就是热力学第二定律. 对于一个绝热的不可逆过程，其按相反次序重复的过程不可能发生，因为这种情况下的熵将变小. 不可逆过程相对于时间坐标轴是肯定不对称的.典题精讲【例题】 试计算焦耳热功当量实验中，水的熵变和整个孤立系统熵的增量.思路解析：焦耳实验：在焦耳热功当量实验中，通过重物下落做功，旋转叶片，搅动盛于绝热容器中的水，使水温升高，这是一个不可逆绝热过程.忽略绳、轴、叶片的状态变化，我们可以把重物和水作为研究对象，认为它们组成了一个孤立系统.因为重物下落只是机械运动，熵不变，所以水的熵变也就是水和重物组成的孤立系统的熵变.设水温由 T1升高到 T2，它的熵的增量为 ΔS 水=cmln12TT ，整个孤立系统熵的增量为 ΔS=ΔS 系统=Δ 水=cmln12TT .由于 T2>T1，所以 ΔS>0.答案：cmln12TT知识导学 本节知识所要讲的是从微观的角度说明为什么涉及热运动的宏观过程会有一定的方向性，所以在学习本节知识时，要明确有序和无序，宏观态和微观态的概念，用具体的例子来描述它们，以便更好地区分它们.要知道为什么宏观自发的过程是有方向性，方向是什么，用...