20xx人教版高中物理選修3-3105、6能源和可持續(xù)發(fā)展-文庫吧資料
2024-11-25 08:15本頁面
【正文】 探究歸納 】 熱力學(xué)第二定律的微觀意義 （ 1）對同一系統(tǒng)而言 ,對應(yīng)不同的劃分條件 ,宏觀態(tài)數(shù)目不同 。 （ 3）熵不是守恒的量，在孤立體系中經(jīng)過一個不可逆過程，熵總是增加的。 （ 2）熵表示一個體系自由度的物理量。氣態(tài)時的熵最大，其次是液態(tài)，固態(tài)時的熵最小。而熵較大代表著較為無序，熵小代表有序，所以一個孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展。這就是熱力 學(xué)第二定律的微觀意義。實際上，氣體系統(tǒng)中分子個數(shù)相當(dāng)多， 因此，撤去擋板后實際上我們只能看到氣體向真空中擴散，而不 可能觀察到氣體分子重新聚集在一室的現(xiàn)象。 “左 2右 2” 這種 均勻分布的可能性最大，能否由此得出熱力學(xué)第二定律的微觀 意義？ 提示： 從無序的角度上看，熱力學(xué)系統(tǒng)是由大量做無序運動的 分子組成的，因為任何熱力學(xué)過程都伴隨著分子的無序運動狀 態(tài)的變化，當(dāng)撤去擋板的瞬間，分子仍聚集在左室，對于左右 兩室這個整體來講，這顯然是一種高度有序的分布，當(dāng)氣體分 子自由擴散后，氣體系統(tǒng)就變得無序了。為此，教師應(yīng)結(jié)合本例講清 :宏觀態(tài)在本例中為 A、 B兩室中氣體分子的數(shù)目 。不同的宏觀態(tài)包含著不同數(shù)量的微觀態(tài)，其中分子分布的最大一種可能情況是左 2右 2，最小一種可能情況是左 0右 4或左 4右 0。 熱力學(xué)第二定律的微觀意義 ，一個箱子被擋板分為左右兩 室，左室有 4個氣體分子，右室為真空， 撤去擋板后，氣體自由擴散，以箱子內(nèi) 4 個分子為模型，說明具有哪些可能的宏觀 態(tài)和微觀態(tài)，并用熱力學(xué)第二定律說明，氣體擴散后 4個分子 分布的最大一種可能和最小一種可能的情形。 （ 4）根據(jù)熵增加原理，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，即自發(fā)的宏觀過程總是向無序度更大的方向發(fā)展，故（ 4）對。 （ 2）熵越大，系統(tǒng)對應(yīng)的微觀態(tài)就越多，因為熵是系統(tǒng)無序性的量度，故（ 2）錯。 ( ) （ 5）能量耗散會導(dǎo)致能量總量的減少，也會導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，它實際上是將能量從高度有用的高品質(zhì)形式降級為不大可用的低品質(zhì)形式。 ( ) （ 3）在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會增加。 石油 天然氣 太陽能 溫室 【 判一判 】 （ 1）如果一個宏觀態(tài)對應(yīng)的微觀態(tài)比較多，說明該宏觀態(tài)是比較無序的。 (2)新能源：主要有 _______
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