黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高二物理《热力学第二定律的微观解释》教案.pdfVIP

黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高二物理《热力学第二定律的微观解释》教案--第1页

一、教材分析

能量的转化和转移过程。

5.了解常规能源的使用带来的环境污染。.了解开发新能源的方

法和意义。

三、教学重难点

1.了解热力学第二定律的微观意义。

2.了解熵的概念，知道熵是反映系统无序程度的物理量。

3..理解能量耗散和品质降低的概念。

四、学情分析

学生掌握了热力学第二定律，但不知道它的微观解释。本节中的

概念“有序”、“无序”、“熵”不易理解。热力学第二定律的微观

解释较抽象。“能源和可持续发展”内容简单，易于掌握。

五、教学方法

黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高二物理《热力学第二定律的微观解释》教案--第1页

黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高二物理《热力学第二定律的微观解释》教案--第2页

思考、讨论、总结发言，多媒体。

六、课前准备

预习学案阅读课本

七、课时安排1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情景引入、展示目标

（三）合作探究、精讲点拨

1.有序和无序

有序：只要确定了某种规则，符合这个规则的就叫做有序。

无序：不符合某种确定规则的称为无序。

无序意味着各处都一样，平均、没有差别，有序则相反。

有序和无序是相对的。

2.宏观态和微观态

宏观态：符合某种规定、规则的状态，叫做热力学系统的宏观态。

微观态：在宏观状态下，符合另外的规定、规则的状态叫做这个

宏观态的微观态。

系统的宏观态所对应的微观态的多少表现为宏观态无序程度的

大小。如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说这个“宏

观态”是比较无序的，同时也决定了宏观过程的方向性——从有序到

无序。

3.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增大的方向进行。

黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高二物理《热力学第二定律的微观解释》教案--第2页

黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高二物理《热力学第二定律的微观解释》教案--第3页

4.熵和系统内能一样都是一个状态函数，仅由系统的状态决定。

从分子运动论的观点来看，熵是分子热运动无序(混乱)程度的定量量

度。

一个系统的熵是随着系统状态的变化而变化的。在自然过程中，

系统的熵是增加的。

在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的，叫做熵增加原理。对于

其它情况，系统的熵可能增加，也可能减小。

从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系

统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无

序，所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展。

典例探究

例：一个物体在粗糙的平面上滑动，最后停止。系统的熵如

何变化？

解析：因为物体由于受到摩擦力而停止运动，其动能变为系统的内能，

增加了系统分子无规则运动的程度，使得无规则运动加强，也就是系

统的无序程度增加了，所以系统的熵增加。

友情提示：本题考查的是对熵增加原理的理解和应用。

1.能量耗散：系统的内能流散到周围环境中，没有办法把这些内

能收集起来加以利用，这种现象叫做能量耗散。

2.品质降低：能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品

质降低。

能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的

黑龙江省哈尔