5-热力学第二定律的微观解释-(2)VIP免费

第5、6节热力学第二定律的微观解释能源和可持续发展热力学第二定律以宏观事实为基础，说明了与热现象有关的自然过程都是不可逆的本节课就要从微观的角度再来认识这一过程的方向性1、扑克牌的顺序按花色排序按花色和号码排序规定了宏观态无任何要求一、热力学第二定律的微观解释1．有序、无序一个系统的个体按确定的，有顺序地排列即有序；个体分布没有确定的，“怎样分布都可以”即无序。2．宏观态、微观态系统的状态即宏观态，系统内个体的状态即微观态。某种规则要求不同分布宏观开始时，4个分子都在A部，抽出隔板后分子将向B部扩散并在整个容器内无规则运动。隔板被抽出后，4分子在容器中可能的分布情形如下图所示：AB气体向真空的扩散分布（宏观态）详细分布（微观态）14641在一定的宏观条件下，各种可能的宏观态中哪一种是实际所观测到的？实际看到的宏观状态是对应着微观态最多的一种有序状态对应的微观态的较少，无序状态对应的微观态较多，自发的过程总是倾向于出现与较多微观态对应的宏观态，故：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。(1)气体向真空的扩散：气体的自由扩散过程是沿着无序性增大的方向进行的.机械运动中大量分子主要都向一个方向运动，转变为杂乱无章的热运动，大量分子从有序沿着无序性的方向进行的.3．热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行(2)机械能变成热：4．熵及熵增加原理(1)熵：SΩ表示一个宏观状态所对应的的数目。无序性玻耳兹曼微观状态不会减小(2)熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵。表达式S＝klnΩ，k表示常量，熵S表示系统内分子热运动的量度1．(多选)关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是()A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B．热传递的自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C．热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D．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辩一辩CD2.下面关于熵的说法错误的是A．熵是物体内分子运动无序程度的量度B．在孤立系统中，一个自发的过程总是向熵减少的方向进行C．热力学第二定律的微观实质是熵是增加的，因此热力学第二定律又叫熵增加原理D．熵值越大，代表系统分子运动越无序(B)3.下列说法正确的是（）A．与热现象有关的自发的宏观过程是有方向性的B．与热现象有关的自发的宏观过程是熵增加的过程C．气体扩散现象向着无序性增加的方向进行,是可逆过程D．机械能转化为内能的过程是系统的熵增加的过程ABD二、能源和可持续发展1．能量耗散和品质降低(1)能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为，成为更加分散因而也是无序度更大的能量，分散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象。(2)各种形式的能量向内能转化方向是较小的状态向________较大的状态的转化，是能自动发生、全额发生的。(3)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有。(4)能量耗散虽然不会导致能量总量的却会导致能量品质的，实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式。内能无序程度无序程度方向性减少降低2．能源和环境能量与能源的区别(1)能量是守恒的，既不会增加也不会减少．(2)能源是可以提供可利用能量的物质．(3)能量耗散，能量总量不变，但能量品质会下降即能源减少，故我们要节约能量．2．能源的分类能源分类方法能源分类名称特点举例按形成或转换特点分一次能源自然形成，未经加工太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能二次能源由一次能源经加工转换而成焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能按利用技术分常规能源已大规模正常使用煤、石油、天然气新能源正在开发，或有新的利用方式太阳能、水能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能能源分类方法能源分类名称特点举例按可否再生分可再生能源可循环使用、不断补充水能、风能、生物质能、地热能不可再生能源短期内无法转换获得煤、石油、天然气、核燃料按对环境污染情况分清洁能源对环境基本上没有污染太阳能、海洋能、风能、水能污染能...