歡迎進入物理課堂 第5 6節(jié) 理解教材新知 把握熱點考向 知識點一 知識點二 考向一 考向二 第十章 應用創(chuàng)新演練 隨堂基礎鞏固 課時跟蹤訓練 1 一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行 2 在任何自然過程中 一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小 3 能量耗散雖然不會導致能量總量的減少 卻會導致能量品質(zhì)的降低 實際上是將能量從高度有用的高品質(zhì)形式降低為不大可用的低品質(zhì)形式 自學教材 1 有序 無序一個系統(tǒng)的個體按確定的 有順序地排列即有序 個體分布確定的要求 怎樣分布都可以 即無序 2 宏觀態(tài) 微觀態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)即宏觀態(tài) 系統(tǒng)內(nèi)個體的狀態(tài)即微觀態(tài) 某種規(guī)則 沒有 不同分布 宏觀 3 熱力學第二定律的微觀意義一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的增大的方向進行 4 熵及熵增加原理 1 熵 表達式S kln k表示玻耳茲曼常量 表示一個宏觀狀態(tài)所對應的微觀狀態(tài)的數(shù)目 S表示系統(tǒng)內(nèi)分子運動的量度 稱為熵 2 熵增加原理 在任何自然過程中 一個孤立系統(tǒng)的總熵 無序性 無序性 不會減小 重點詮釋 1 有序 無序的含義 無序 意味著各處一樣 平均 沒有差別 而有序則正好相反 2 熵的含義 有序 和 無序 是相對而言的 是從有序程度上講的 熵是宏觀態(tài)無序程度的量度 熵越高 意味著宏觀態(tài)所對應的微觀態(tài)數(shù)目越多 即越無序 熵越低即越有序 3 熱力學第二定律的微觀解釋高溫物體和低溫物體中的分子都在做無規(guī)則的熱運動 但是高溫物體中分子熱運動的平均速率要大于低溫物體 所以在高溫物體分子與低溫物體分子的碰撞過程中 低溫物體分子運動的劇烈程度會逐漸加劇 即低溫物體的溫度升高了 而高溫物體分子運動的劇烈程度會減緩 即高溫物體的溫度降低了 所以從宏觀熱現(xiàn)象角度來看 熱傳遞具有方向性 總是從高溫物體傳給低溫物體 換一種角度看 初始我們根據(jù)溫度的高低來區(qū)分兩個物體 而終了狀態(tài)兩個物體上的溫度處處相同 無法區(qū)別 我們就說系統(tǒng)的無序程度增加了 同理可知 在通過做功使系統(tǒng)內(nèi)能增加的過程中 自然過程是大量分子從有序運動狀態(tài)向無序運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程 4 熱力學第二定律的微觀意義熱力學第二定律揭示了涉及熱現(xiàn)象的一切宏觀的自然過程都只能在一個方向上發(fā)生 而不會可逆地在相反的方向上出現(xiàn) 它指出在能量得以平衡的眾多過程中 哪些可能發(fā)生 哪些不可能發(fā)生 自然界涉及熱現(xiàn)象的一切宏觀過程都是不可逆的 宏觀自發(fā)過程的這種方向性 熵增加的方向 也就成為時間的方向性 所以 熵 又常常被稱為 時間箭頭 1 關(guān)于有序和無序下列說法正確的是 A 有序和無序不是絕對的B 一個 宏觀態(tài) 可能對應著許多的 微觀態(tài) C 一個 宏觀態(tài) 對應著唯一的 微觀態(tài) D 無序意味著各處一樣 平均 沒有差別 解析 無序意味著各處都一樣 平均沒有差別 有序則相反 有序和無序是相對的 系統(tǒng)的宏觀狀態(tài)對應的微觀態(tài)的多少表現(xiàn)為宏觀態(tài)無序程度的大小 一個 宏觀態(tài) 可能對應著許多的 微觀態(tài) 故A B D正確 答案 ABD 1 能量耗散和品質(zhì)降低 1 能量耗散 有序度較高 集中度較高 的能量轉(zhuǎn)化為 成為更加分散因而也是無序度更大的能量 分散到環(huán)境中無法重新收集起來加以利用的現(xiàn)象 2 各種形式的能量向內(nèi)能轉(zhuǎn)化方向是無序程度較小的狀態(tài)向無序程度較大的狀態(tài)的轉(zhuǎn)化 是能 全額發(fā)生的 3 能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的自發(fā)變化過程具有 內(nèi)能 自動發(fā)生 方向性 4 能量耗散雖然不會導致能量總量的減少卻會導致能量品質(zhì)的降低 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 2 能源和環(huán)境 2 下列關(guān)于能量耗散的說法 正確的是 A 能量耗散使能的總量減少 違背了能量守恒定律B 能量耗散是指耗散在環(huán)境中的內(nèi)能再也不能被人類利用C 各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化 是能夠自動全額發(fā)生的D 能量耗散導致能量品質(zhì)的降低 解析 能量耗散是能量在轉(zhuǎn)化的過程中有一部分以內(nèi)能的形式被周圍環(huán)境吸收 遵守能量守恒定律 但使得能量的品質(zhì)降低 故A錯 D對 耗散的內(nèi)能無法再被利用 B項對 其他形式的能在一定的條件下可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 但相反過程卻不能夠全額進行 C項對 答案 BCD 例1 關(guān)于熱力學第二定律的微觀意義 下列說法正確的是 A 大量分子無規(guī)則的熱運動能夠自動轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\動B 熱傳遞的自然過程是大量分子從比較有序運動狀態(tài)向比較無序運動狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過程C 熱傳遞的自然過程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)變的過程D 一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行 思路點撥 熱力學第二定律在微觀上看是大量分子運動總是沿著無序性增大的方向進行 解析 分子熱運動是大量分子的無規(guī)則運動 系統(tǒng)的一個宏觀過程包含著大量的微觀狀態(tài) 這是一個無序的運動 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)變的過程 B C D項正確 答案 BCD 借題發(fā)揮 熱力學第二定律的實質(zhì)是自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程具有方向性 熱力學第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律 自發(fā)的宏觀過程總是向無序程度更大的方向即熵增大的方向發(fā)展 1 下面關(guān)于熱力學第二定律微觀意義的說法正確的是 A 從微觀的角度看 熱力學第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律B 一切自然過程總是沿著分子熱運動無序性減小的方向進行C 有的自然過程沿著分子熱運動無序性增大的方向進行 有的自然過程沿著分子熱運動無序性減小的方向進行D 在任何自然過程中 一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小解析 一切自然過程總是向著無序性增大 熵增大 的方向進行 故選項A D正確 答案 AD 例2 下列對能量耗散的理解正確的有 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 思路點撥 能量轉(zhuǎn)化過程中總能量守恒 但散失到空氣中的內(nèi)能不可能收集起來用來做功 在熱現(xiàn)象中應遵循熱力學第二定律 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會轉(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 宇宙的能量既沒有減少 也沒有消失 它只從能量角度反映出自然界的宏觀過程具有方向性 故A C錯誤 B D正確 故選BD 答案 BD 借題發(fā)揮 1 能量耗散是能量從高品質(zhì)能源向低品質(zhì)能源轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移的過程 2 能量耗散是指能量的可利用程度降低 2 下列關(guān)于能源的說法中正確的是 A 能源是取之不盡 用之不竭的B 能源是有限的 特別是常規(guī)能源 如煤 石油 天然氣等C 大量消耗常規(guī)能源會使環(huán)境惡化 故提倡開發(fā)利用新能源D 核能的利用對環(huán)境的影響比燃燒石油 煤炭大解析 盡管能量守恒 但耗散能量無法重新收集利用 所以能源是有限的 特別是常規(guī)能源 A錯 B對 常規(guī)能源的利用比新能源核能的利用對環(huán)境影響大 C對 D錯 答案 BC 隨堂基礎鞏固 點擊此圖片進入 課時跟蹤訓練 點擊此圖片進入 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全