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1、最新人教版選修(3-3)《熱力學(xué)第二定律的微觀解釋》教 案1熱力學(xué)第二定律的微觀解釋》 教案
【教學(xué)目標(biāo)】
1 .了解有序和無(wú)序,宏觀態(tài)和微觀態(tài)的概念。
2 .了解熱力學(xué)第二定律的微觀意義。
3 .了解嫡的概念,知道嫡是反映系統(tǒng)無(wú)序程度的物理量。
4 .知道隨著條件的變化,嫡是變化的。
【教學(xué)過(guò)程】 一、復(fù)習(xí)回顧
熱力學(xué)第二定律:宏觀的自然過(guò)程都具有方向性。 實(shí)例:
二、講授新課
(一).有序和無(wú)序
1.有序:。 2. 無(wú)
序:。
3.無(wú)序意味著各處都。
對(duì)比1
對(duì)比2
4.有序和無(wú)序是
(二).宏觀態(tài)和微觀態(tài)
1 .宏觀態(tài):。
2 .
2、微觀態(tài): 。3.系統(tǒng)的宏觀態(tài)所對(duì)應(yīng)的微觀 態(tài)的多少表現(xiàn)為宏觀態(tài)無(wú)序程度的大小。
如果一個(gè)“宏觀態(tài)”對(duì)應(yīng)的“微觀態(tài)”比較—,就說(shuō)這個(gè)“宏觀態(tài)”是 比較。
【實(shí)例探究】
一箱子被擋板分成左右兩室,4個(gè)氣體分子都在左室,撤去擋板后氣體將在 整個(gè)容器內(nèi)無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。分析擋板撤去后,4個(gè)分子在容器中可能的分布情形。
每一種情形出現(xiàn)的概率各是多少?
【得出結(jié)論】
(三)?熱力學(xué)第二定律的微觀意義
(四).嫡
1 .公式:。
2 .公式中每個(gè)物理量的物理意義:
Q,k。
3..是 的量度。
4.嫡增加原理:。
【鞏固練習(xí)】
1 .下 列 說(shuō) 法 正 確 的 是
( )
A.嫡較
3、大的宏觀狀態(tài)就是無(wú)序程度較大的宏觀狀態(tài)
B.嫡較大的宏觀狀態(tài)就是無(wú)序程度較小的宏觀狀態(tài)
C.嫡較大的宏觀狀態(tài)就是出現(xiàn)概率較大的宏觀狀態(tài)
D.任何過(guò)程中,系統(tǒng)的嫡一定是增加的
2 .關(guān)于嫡增加原理,下列說(shuō)法正確的是
( )
A.嫡增加原理適用于任何系統(tǒng)
B.嫡增加原理只適用于孤立系統(tǒng)
C.嫡增加原理適用于一切過(guò)程
D.嫡增加原理只適用于自然過(guò)程
(五).嫡與生活
事例1:紫金山拯救虎鳳蝶行動(dòng):活動(dòng)本身使嫡增加 ,但最終的目的是為了喚醒 人們的環(huán)保意識(shí),最終不扔,從更大的范圍減緩嫡的增加。
升華:以導(dǎo)致嫡增加的活動(dòng)達(dá)到減緩嫡增加的目的 ,多美妙的辯證法! 拓展:何謂武
4、功!止戈為武。修武的最高境界是阻止武力行為。還是辯證法!
事例2:生命,是一個(gè)奇跡。
生命的進(jìn)化,嬰兒的生長(zhǎng)發(fā)育,總是使自身變得更加有序,即嫡是不斷減少的。因 為生命體是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng),一方面,新陳代謝使有機(jī)物分解、生命體衰老,物質(zhì)結(jié) 構(gòu)從有序變?yōu)闊o(wú)序,嫡增加;另一方面生命體從外界攝入食物、水 ,在體內(nèi)進(jìn)行 各種生命物質(zhì)的合成,物質(zhì)結(jié)構(gòu)從無(wú)序變?yōu)橛行颍諟p?。磺嗌倌昶?,總體嫡減小, 老年期總體嫡增加;
醫(yī)學(xué):研究與臨床試驗(yàn)表明,老年人不斷學(xué)習(xí)新鮮事物可以有效減小老年癡呆癥 的發(fā)生幾率,很多知識(shí)分子到八、九十歲依然能保持敏銳的洞察力和強(qiáng)大的思維 力。
信息論:信息是負(fù)嫡,系統(tǒng)有效的獲取信息
5、就能使自己的組織性更強(qiáng) ,效率更
高。信息量(bit )的計(jì)算公式與嫡的定義式非常相似,它們的單位相同。
在64個(gè)數(shù)中選中一個(gè)數(shù)所需的信息量(回答“小”、“否”的最少次數(shù))為
如薛定川所說(shuō),生命通過(guò)從外界攝取負(fù)嫡為生。
log. 64=6
工1
而一個(gè)數(shù)所包含的信息量為
嫡的定義式為
可見(jiàn),信息是一一種負(fù)嫡。
吉二一6 即 Tog?64
S=kh\^l
信L、的掌握,是信息/會(huì)中成功的關(guān)鍵。
政治、歷史:嫡的減少使系統(tǒng)(團(tuán)隊(duì))生命力旺盛 ,最開(kāi)放的系統(tǒng)是最有活力
的。古羅馬帝國(guó)的皇帝一旦國(guó)內(nèi)發(fā)生政治危機(jī),其首選政策不是政治改革,而是 對(duì)外發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng).雖然對(duì)于全
6、人類而言是災(zāi)難,但是對(duì)于羅馬帝國(guó)這個(gè)系統(tǒng)而言往 往能化解危機(jī),因?yàn)橐坏?zhàn)爭(zhēng)勝利,領(lǐng)土、財(cái)富、奴隸、貿(mào)易就會(huì)滾滾而來(lái),這些 都是帝國(guó)的負(fù)嫡,是保持帝國(guó)生命力所必須的。
縱觀歷史,漢唐興盛于開(kāi)放,明清衰敗于封閉。封閉必然導(dǎo)致腐敗,因?yàn)榉忾]必然 導(dǎo)致形成相對(duì)穩(wěn)固的利益集團(tuán),任人唯親、物以類聚是這類腐敗集團(tuán)的最大特征 這樣才能維持集團(tuán)利益的最大化和永恒化,同時(shí)也使集團(tuán)成為一個(gè)日益封閉的系 統(tǒng),集團(tuán)的活力不斷下降,管理和控制國(guó)家的能力極大弱化。
社會(huì):官員崗位輪換制度、公務(wù)員的考試錄取制度都是為了不斷注入新鮮血液
已保持機(jī)體的生命力
文化:由于閉關(guān)鎖國(guó),幾乎沒(méi)有與外界的文化、科技、思想的交流,社會(huì)生產(chǎn)力 停滯不前,這樣的國(guó)家極易受到外來(lái)強(qiáng)權(quán)的沖擊和先進(jìn)文化的入侵。外來(lái)的強(qiáng)權(quán) 早已被我們趕出去,外來(lái)文化的統(tǒng)治力卻相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能消除。
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