鲁科版5.4熵无序程度的量度题库.ppt

第4节　熵—无序程度的量度 一、热力学第三定律 2、热力学第三定律内容：不可能通过有限的过程把物体冷却到绝对零度。 说明绝对零度不可能到达，只能接近。 1、热力学温度T与摄氏温度t之间的换算 热力学第一定律：物体内能的增加等于物体从外界吸收的热量与外界对物体所做的功的总和。 热力学第二定律： 表述一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不产生其他变化。（按热传导的方向性表述） 表述二：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。（按能量转化的方向性表述） 燃料 热机 机械功 没有得到利用的能量 利用价值高的能量 利用价值低的能量 能量的品质“退化” 二、能量的耗散与退化 有序向无序的转化 热传递 温度的“不均匀”→ “均匀” 气体膨胀 气体分子密集程度的“不均匀”→ “均匀” “不均匀”——有序 “均匀”——无序 系统自发的过程总是从有序到无序的。 一、有序和无序　宏观态和微观态 1系统的宏观表现源于组成系统的微观粒子的_________． 2系统的宏观状态所对应的微观态的多少表现为宏观态的____ 和____，即对应微观态少的宏观态称为____，而对应微观态 多的宏观态称为____． 二、热力学第二定律的微观意义 1气体向真空的扩散 气体的自由扩散过程是沿着无序性____的方向进行的． 2热力学第二定律的微观意义 一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性_____的方向进 行． 统计规律 无序 有序 有序 无序 增大 增大 物理学中用字母Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的____，用字母S表示熵，则 S＝kLn Ω 式中k叫做玻耳兹曼常数． 三、熵 1熵的概念 2熵增加原理 数目 熵是表征系统的无序程度的物理量，熵越大，系统的无序程度越高。 任何孤立系统，它的总熵永远不会减小；或者说，自然界的一切自发过程，总是朝着熵增加的方向进行的。——熵增加原理。也就是热力学第二定律的另一种表述． 四、能量耗散和品质降低 1能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为____， 流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象． 2各种形式的能量向内能转化方向是无序程度较小向无序 程度较大的转变，是能_________、全额发生的． 3能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化 过程具有_______． 4能量耗散虽然不会导致能量总量的减少却会导致能量品 质的降低，实际上是将能量从高度有用的高品质形式降 级为不大可用的低品质形式． 内能 自动发生 方向性 三、能源与环境　能源的开发和利用 1. 能量耗散 集中度较高因而也是有序度较高的能量(如机械能、电能、化学能等)，当它们变为环境的内能后，就成为更加分散因而也是无序性更大的能量．我们无法把这些分散的内能重新收集起来再加以利用，这样的转化过程叫做能量耗散． 2. 能量品质降低 各种形式的能量向内能的转化，是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态转化，是能够自动发生，全额发生的，而内能向机械能的转化是有条件的．即环境中必须存在着温度差．因而内能不能全额转化为机械能而不引起其他变化．因此，从可被利用的价值来看，内能与机械能、电能等相比较是一种低品质的能源． 3. 节约能源 能量耗散虽然不能使能的总量减少，却会导致能量品质的降低，它实际上将能量从高度有用的形式变为不大可利用的形式．故能量虽然不会减少但能源会越来越少，所以要节约能源． 确定了某种规则，符合这个规则的就是有序的，不符合确定的规则和要求的分布是无序的． (1)无序意味着各处都一样、平均、没有差别；而有序则是相反． (2)有序和无序是相对的． 举例：一副扑克牌，指定按黑桃、红桃、草花、方块的顺序排列，但对号码的大小不做要求，这样的排列对于完全杂乱的一副牌来说是有序的，但对于不仅有花样方面的要求，而且对号码顺序也有要求的排列来说，就是无序的了． 一、如何理解有序和无序、宏观态和微观态？ 1有序和无序 当我们以系统的分子数分布而不区分具体的分子来描写的系统状态叫热力学系统的宏观态；如果使用分子数分布并且区分具体的分子来描写的系统状态叫热力学系统的微观态． (1)在热力学系统中，由于存在大量粒子的无规则热运动，任一时刻各个粒子处于何种运动状态完全是偶然的，而且又都随时间无规则地变化着．系统中各个粒子运动状态的每一种分布，都代表系统的一个微观态，系统的微观态的数目是大量的，在任意时刻系统随机地处于其中任意一个微观态． (2)规定了某种规则，我们就规定了一个“宏观态”，这个“宏观态”可能包含一种或几种“微观态”，不同的“宏观态”对应的“微观态”的个数不同．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说