20xx人教版高中物理選修（3-3）第十章 第5講、第6講《熱力學第二定律的微觀解釋、能源和可持續(xù)發(fā)展》學案+練習-文庫吧
2024-11-08 20:04 本頁面
【正文】 根據(jù)熵增加原理，熱運動的結(jié)果只能使分子熱運動更加無序，而不是變成了有序，熱傳遞的自然過程從微觀上講就是大量分子從無序程度小的運動狀態(tài)向無序程度大的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程，故選 C、D. 借題發(fā)揮 解此類題目要理解好有序和無序，確定某種規(guī)則，符合這個規(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序的． 無序意味著各處平均沒有差別；而有序則相反，是按照某種規(guī)則排列的，有序與無序是相對的， 二、熵增加原理 1．熵較大的宏觀狀態(tài)就是無序性較大的宏觀狀態(tài)，在自發(fā)過程中熵總是增加的，即向無序性增加的方向進行． 2．從 微觀的角度看，熱力學第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律：一個孤立系統(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序，所以自發(fā)的宏觀過程總是向無序度更大的方向發(fā)展． 例 3 下列關(guān)于熵的觀點中正確的是 ( ) A．熵越大，系統(tǒng)的無序度越大 B．對于一個不可逆絕熱過程，其熵總不會減小 C．氣體向真空擴散時，熵值減小 D．自然過程中熵總是增加 的，是因為通向無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)分子運動無序性的量度，熵越大，其無序度越大，選項 A正確；一個不可逆絕熱過程，其宏觀狀態(tài)對應微觀態(tài)數(shù)目增大，其熵會增加，不會減小，選項 B 正確；氣體向真空中擴散，無序度增大，熵值增大，選項 C 錯誤；自然過程中，無序程度較大的宏觀態(tài)出現(xiàn)的概率大，因而通向無序的渠道多，選項 D正確． 三、能源和可持續(xù)發(fā)展 1．能量耗散雖然不會使能的總量減少，卻會使能量的品質(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，如太陽能、風能、核能、生物質(zhì)能等，它們的特點是：污染少，可再生、資源豐富． 例 4 下列對能量耗散理解正確的是 ( ) A．能量耗散說明能量在不斷減少 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程具有方向性 答案 BD 解析 在發(fā)生能量 轉(zhuǎn)化的宏觀過程中，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，宇宙中的能量既沒有減少，也沒有消失，它從能量角度反映出自然界的宏觀過程具有方向性，故 A、 C錯， B、 D對． 熱力學第二定律的微觀意義 1．下列關(guān)于氣體在真空中的擴散規(guī)律的敘述中正確的是 ( ) A．氣體分子數(shù)越小，擴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，擴散到真空 中的分子全部回到原狀態(tài)的可能性越大 C．擴散到真空容器中的分子在整個容器中分布越均勻，其宏觀態(tài)對應的微觀態(tài)數(shù)目越大 D．氣體向真空中擴散時，總是向著分子熱運動的無序性增大的方向進行 答案 ACD 解析 由熱力學第二定律的微觀解釋 “ 一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大方向進行 ” 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)生的實際過程，下列說法中正確
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