2012高中物理 10.5 热力学第二定律的微观解释学案 新人教版选修3-3

10.5 热力学第二定律的微观解释10.6 能源和可持续发展学案一、预习目标：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，知道随着条件的变化，熵是变化的。4.理解能量耗散和品质降低的概念，能源的利用实际上是能量的转化和转移过程。5.了解常规能源的使用带来的环境污染。二、预习内容：（一）热力学第二定律的微观解释：1.有序和无序 有序： 。 无序： 。2.热力学第二定律的微观意义： 。3.熵和系统内能一样都是一个 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。熵增加原理的内容： 。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。（二）能源和持续发展：1.能量耗散： 。2.品质降低：能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低。 能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的内能。3.能源：能源是指能够提供可利用能量的物质，它是现代社会生活的重要物质基础。常规能源：指已被广泛应用的能源，如煤、石油、天然气、水力等。三、提出疑惑、课内探究学案一、学习目标 1.理解热力学第二定律的微观意义。了解熵的概念，知道熵是反映系统无序程度的物理量。2.理解能量耗散和品质降低的概念。二、学习过程典例探究例 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。例 2.某地的平均风速为 5m/s，已知空气密度是 1.2kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为 12m 的圆面，如果这个风车能将此圆内 10%的气流的动能转变为电能，则该风车用心 爱心 专心1带动的发电机功率是多大？解析：首先可以求出在时间 t 内作用于风车的气流质量为 m=лr2υtρ，这些气流的动能为 12mυ2；转变的电能为2110%2Emv，故风车带动发电机发电的功率为23110%2Eprvt代入数据以后得 P=3.4kW友情提示：从能量守恒定律入手，注意能量转移的方向性是解答本题的关键。例 某地的平均风速为 5m/s，已知空气密度是...