高中物理 10.5 热力学第二定律的微观解释 10.6 能源和可持续发展课件 新人教选修33 (2).pptVIP

;;;;;1.有序、无序的含义 “无序”意味着各处一样、平均、没有差别，而有序则正好相 反. 2.熵的含义 “有序”和“无序”是相对而言的，是从有序程度上讲的，熵 是宏观态无序程度的量度，熵越高，意味着宏观态所对应的微 观态数目越多，即越无序，熵越低即越有序.;3.热力学第二定律的微观解释 高温物体和低温物体中的分子都在做无规则的热运动，但是高 温物体中分子热运动的平均速率要大于低温物体.所以在高温 物体分子与低温物体分子的碰撞过程中，低温物体分子运动的 剧烈程度会逐渐加剧，即低温物体的温度升高了.而高温物体 分子运动的剧烈程度会减缓，即高温物体的温度降低了.所以 从宏观热现象角度来看，热传递具有方向性，总是从高温物体 传给低温物体.换一种角度看，初始我们根据温度的高低来区 分两个物体，而终了状态两个物体上的温度处处相同，无法区 别，我们就说系统的无序程度增加了.;同理可知，在通过做功使系统内能增加的过程中，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.;4.热力学第二定律的微观意义 热力学第二定律揭示了涉及热现象的一切宏观的自然过程都只能在一个方向上发生，而不会可逆地在相反的方向上出现，它 指出在能量得以平衡的众多过程中，哪些可能发生，哪些不可 能发生.自然界涉及热现象的一切宏观过程都是不可逆的，宏 观自发过程的这种方向性(熵增加的方向)，也就成为时间的方 向性.所以，“熵”又常常被称为“时间箭头”.;【典例1】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;【标准解答】选C、D.分子热运动是大量分子的无规则运动， 系统的一个宏观过程包含着大量的微观状态，这是一个无序的 运动，根据熵增加原理，热运动的结果只能使分子热运动更加 无序，而不是变成了有序，热传递的自然过程从微观上讲就是 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，故选C、D.;【规律方法】解此类题目要理解好有序和无序，确定某种规 则，符合这个规则的就是有序的，不符合确定的规则和要求的 分布是无序的. 无序意味着各处平均没有差别；而有序则相反，是按照某种规 则排列的，有序与无序是相对的.;【变式训练】对于孤立体系中发生的实际过程，下列说法中正确的是( ) A.系统的总熵只能增大，不可能减小 B.系统的总熵可能增大，可能不变，还可能减小 C.系统逐渐从比较有序的状态向更无序的状态发展 D.系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展 【解析】选A、C.在孤立体系中发生的实际过程，其系统的总熵是增加的，它不可能减小，故A正确，B错误.根据熵增加原理，该系统只能是从比较有序的状态向更无序的状态发展，故C正确，D错误.;能源的分类;【典例2】下列关于能源的说法中正确的是( ) A.能源是取之不尽，用之不竭的 B.能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等 C.大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源 D.核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大 【解题指导】能源是有限的，无限制使用常规能源会严重 破坏环境. 【标准解答】选B、C.尽管能量守恒，但耗散能量无法重新收集 利用，所以能源是有限的，特别是常规能源，A错，B对；常规 能源的利用比新能源核能的利用对环境影响大，C对，D错.;【规律方法】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.;【变式训练】关于“温室效应”，下列说法正确的是( ) A.太阳能源源不断地辐射到地球上， 由此产生了“温室效应” B.石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的 含量，由此产生了“温室效应” C.“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化 D.“温室效应”使得土壤酸化;【解析】选B、C.“温室效应”的产生是由于石油和煤炭等燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，它的危害是使地面气温上升，两极冰雪融化、海平面上升，淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化等，故B、C选项正确.; 【变式备选】(2011·泉州高二检测)下列对能量耗散的 理解正确的有( ) A.能量耗散说明能量在不断减少 B.能量耗散遵守能量守恒定律 C.能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失 D.能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性 【解析】选B、