2.5有序、无序和熵.ppt

导入新课 前面我们已经学习了热力学定律，下面让我们来复习一下。 热力学第二定律的发展史 克劳修斯（）曾任德国柏林皇家工学校物理教授 年，克劳修斯在卡诺的基础上统一了能量守恒和转化定律与卡诺原理，指出：一个自动运作的机器，不可能把热从低温物体移到高温物体而不发生任何变化，这就是热力学第二定律。 年，开尔文又提出：不可能从单一热源取热，使之完全变为有用功而不产生其他影响；或不可能用无生命的机器把物质的任何部分冷至比周围最低温度还低，从而获得机械功。这就是热力学第二定律的“开尔文表述”。 奥斯特瓦尔德则表述为：第二类永动机不可能制造成功。 开尔文（）毕业于剑桥大学聘为格拉斯哥大学自然哲学教授长达年，曾任法国科学院院士，英国皇家学会会长 那么热力学第二定律到底是描述什么物理现象的呢？下面让我们来认识一下它 热力学第二定律 定义 热力学第二定律常见的两种表述： （）按热传递的方向性来表述：不可能使热量从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化．（克劳修斯表述） （）按机械能与内能转化过程的方向性来表述：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．（开尔文表述） 物理意义 .两种表述是等价的 可以从一种表述导出另一种表述，两种表述都称为热力学第二定律 .热力学第二定律使人们认识到,自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。它揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，是成为独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律。 .有序、无序和熵 第二章 能量的守恒与耗散 . 知识与能力 知道在涉及热现象的宏观过程中的能量耗散与退化现象 了解熵以及熵增加原理的物理意义 . 过程与方法 能用热力学第二定律和熵增加原理解释现象 了解热力学温度的规定 教学目标 . 情感态度与价值观 能用熵增加原理解释身边一些简单的现象。 培养热爱生活的情趣 熵及熵增加原理的物理意义 利用熵增加原理解释一些简单的物理现象 教学重难点 重点 难点 ﹑绝对零度不可能达到 ﹑能量的耗散与退化 ﹑熵增加原理 本节导航 、有序向无序的转化 .能量的耗散与退化 自然界中的种种变化，能量的总值虽然不变，但是能量可被利用的价值却是越来越小，即能量的品质在逐渐降级。 开尔文（）毕业于剑桥大学聘为格拉斯哥大学自然哲学教授长达年，曾任法国科学院院士，英国皇家学会会长 引入 对于我们来说，内能不如机械能、电能好用，只能部分用于做功，总有一部分内能散发到低温环境中，因此，内能是一种低品质的能，当其他能量转化为内能时，能量的品质就降低了。 实际问题 燃料 热机 机械功 利用价值高的能量 利用价值低的能量 能量的品质“退化” 当我们使用地球上的能源时，并不会减少地球上的能量，而是将能量中高度有用的能量形式降低为不大可用的能量形式。 名词解释 .能量耗散：流散的内能无法重新收集起来加以利用的现象叫做能量耗散． .能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性． ﹑绝对零度不可能达到 宇宙中存在着温度的下限——－℃，以这个下限为起点的温度叫做绝对温度，用表示，单位是开尔文，符号是.绝对温度和摄氏温度之间的换算关系是 对大量事实分析表明：热力学零度不可达到。这个结论称为热力学第三定律. 知识点 尽管热力学零度不可能达到，但是只要温度不是绝对零度就有可能降低.因此，热力学第三定律不阻止人们想办法尽可能地接近绝对零度。 . 熵增加原理 我们知道，热力学第二定律有许多表述形式，因此我们也可以将它表述为任何孤立的系统，它的总熵永远不会减少。即自然界的一切自发过程，总是朝着熵增加的方向进行的，这个就是熵增加原理。 名词解释 熵增加原理 孤立系统： 与外界没有物质交换。热交换，与外界也没有力的相互作用、电磁作用的系统。即强调了自发性。 名词解释 名词解释 熵：表示孤立系统内能量的耗散和退化程度。一个系统的熵越大，就越接近平衡状态，就越不已转化。 可爱的熵 物理学中有个熵定律，也就是著名的热力学第二定律。 “熵”的名称是由德国物理学家道尔夫·克劳修斯于年造出来的，它代表着宇宙中不能再被转化做功的能量的总和的测定单位，即熵的增加表示宇宙物质的日益混乱和无序，是无效能量的总和。熵本身既不是好事，也不是坏事；它意味着腐败和混乱，但它同时也意味着生命本身的展开──不论是有机的，还是无机的生命。 卡农、乔治·梅特勒的大爆炸学说也认为，宇宙是以有序的状态开始，不断地向无序状态发展，它与热力学第二定律是相符的。热力学第一定律说明能量是守恒的、不灭的，只能