20xx人教版高中物理選修（3-3）第十章 第5講、第6講《熱力學(xué)第二定律的微觀解釋、能源和可持續(xù)發(fā)展》學(xué)案+練習(xí)-文庫(kù)吧
2025-10-25 20:04 本頁(yè)面
【正文】 根據(jù)熵增加原理，熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果只能使分子熱運(yùn)動(dòng)更加無(wú)序，而不是變成了有序，熱傳遞的自然過(guò)程從微觀上講就是大量分子從無(wú)序程度小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無(wú)序程度大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程，故選 C、D. 借題發(fā)揮 解此類題目要理解好有序和無(wú)序，確定某種規(guī)則，符合這個(gè)規(guī)則的就是有序的，不符合確定的規(guī)則和要求的分布是無(wú)序的． 無(wú)序意味著各處平均沒(méi)有差別；而有序則相反，是按照某種規(guī)則排列的，有序與無(wú)序是相對(duì)的， 二、熵增加原理 1．熵較大的宏觀狀態(tài)就是無(wú)序性較大的宏觀狀態(tài)，在自發(fā)過(guò)程中熵總是增加的，即向無(wú)序性增加的方向進(jìn)行． 2．從 微觀的角度看，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律：一個(gè)孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展，而熵值較大代表著較為無(wú)序，所以自發(fā)的宏觀過(guò)程總是向無(wú)序度更大的方向發(fā)展． 例 3 下列關(guān)于熵的觀點(diǎn)中正確的是 ( ) A．熵越大，系統(tǒng)的無(wú)序度越大 B．對(duì)于一個(gè)不可逆絕熱過(guò)程，其熵總不會(huì)減小 C．氣體向真空擴(kuò)散時(shí)，熵值減小 D．自然過(guò)程中熵總是增加 的，是因?yàn)橥ㄏ驘o(wú)序的渠道要比通向有序的渠道多得多 答案 ABD 解析 熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序性的量度，熵越大，其無(wú)序度越大，選項(xiàng) A正確；一個(gè)不可逆絕熱過(guò)程，其宏觀狀態(tài)對(duì)應(yīng)微觀態(tài)數(shù)目增大，其熵會(huì)增加，不會(huì)減小，選項(xiàng) B 正確；氣體向真空中擴(kuò)散，無(wú)序度增大，熵值增大，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；自然過(guò)程中，無(wú)序程度較大的宏觀態(tài)出現(xiàn)的概率大，因而通向無(wú)序的渠道多，選項(xiàng) D正確． 三、能源和可持續(xù)發(fā)展 1．能量耗散雖然不會(huì)使能的總量減少，卻會(huì)使能量的品質(zhì)降低，所以需節(jié)約能源． 2．常規(guī)能源，如：煤、石油、天然氣對(duì)環(huán)境污染造成了較大影響， 所以我們要開發(fā)新能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、生物質(zhì)能等，它們的特點(diǎn)是：污染少，可再生、資源豐富． 例 4 下列對(duì)能量耗散理解正確的是 ( ) A．能量耗散說(shuō)明能量在不斷減少 B．能量耗散遵守能量守恒定律 C．能量耗散說(shuō)明能量不能憑空產(chǎn)生，但可以憑空消失 D．能量耗散從能量角度反映出自然界的宏觀過(guò)程具有方向性 答案 BD 解析 在發(fā)生能量 轉(zhuǎn)化的宏觀過(guò)程中，其他形式的能量最終轉(zhuǎn)化為流散到周圍環(huán)境的內(nèi)能，無(wú)法再回收利用，這種現(xiàn)象叫能量耗散．能量耗散并不違反能量守恒定律，宇宙中的能量既沒(méi)有減少，也沒(méi)有消失，它從能量角度反映出自然界的宏觀過(guò)程具有方向性，故 A、 C錯(cuò)， B、 D對(duì)． 熱力學(xué)第二定律的微觀意義 1．下列關(guān)于氣體在真空中的擴(kuò)散規(guī)律的敘述中正確的是 ( ) A．氣體分子數(shù)越小，擴(kuò)散到真空中的分子全部回到原狀態(tài)的可能性越大 B．氣體分子數(shù)越大，擴(kuò)散到真空 中的分子全部回到原狀態(tài)的可能性越大 C．?dāng)U散到真空容器中的分子在整個(gè)容器中分布越均勻，其宏觀態(tài)對(duì)應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目越大 D．氣體向真空中擴(kuò)散時(shí)，總是向著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行 答案 ACD 解析 由熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 “ 一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大方向進(jìn)行 ” 和熵的概念可知， A、 C、 D正確． 熵增加原理 2．關(guān)于孤立體系中發(fā)生的實(shí)際過(guò)程，下列說(shuō)法中正確
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