鲁科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第3章 热力学定律 第4节 熵——系统无序程度的量度.ppt

探究二熵和熵增加原理情境探究如图是两幅宣传节约能源的图片。请思考:既然能量是守恒的,我们为什么还要节约能源?要点提示能量是守恒的,但能量耗散却会导致能量品质降低,它实际上将能量从可用的形式逐渐降级为不可用的形式。煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量,在利用它们的时候,高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。故能量虽然不会减少但可利用的高品质能源会越来越少,所以要节约能源。知识归纳熵和熵增加原理(1)熵是反映系统无序程度的物理量,正如温度反映物体内分子平均动能大小一样。系统越混乱,无序程度越大,就称这个系统的熵越大。(2)系统自发变化时,总是向着无序程度增加的方向发展,至少无序程度不会减少。也就是说,系统自发变化时,总是由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行。从熵的意义上来说,系统自发变化时,总是向着熵增加的方向发展,不会使熵减小。(3)任何宏观物质系统都有一定量的熵,熵也可以在系统的变化过程中产生或传递。画龙点睛熵增加就是无序程度变大。应用体验【例题2】下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是()A.从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律B.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行C.有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行,有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵总减小A解析从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律,A正确;从热力学第二定律的微观本质看,一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行,B、C错误;任何自然过程总是朝着无序程度增大的方向进行,也就是熵增加的方向进行,故D错误。针对训练2(多选)从微观角度看,下列说法正确的是()A.气体向真空的自由膨胀是可逆的B.一个非孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展C.一个宏观状态所对应的微观状态越多,越是无序,熵值越大D.出现概率越大的宏观状态,熵值越大CD解析一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行。熵是用来描述系统大量分子运动无序程度的物理量。在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小,也就是说,一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展。反映了一个孤立系统的自然过程必然朝着分子热运动的无序性增大的方向进行。对于一个非孤立的系统,在与外界有能量交换时,其熵也有可能变小,故A、B错误,C、D正确。学以致用·随堂检测全达标123451.(多选)关于孤立体系中发生的实际过程,下列说法正确的是()A.系统的总熵只能增大,不可能减小B.系统的总熵可能增大,可能不变,还可能减小C.系统逐渐从比较有序的状态向更无序的状态发展D.系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展AC解析在孤立体系中发生的实际过程,其系统的总熵总是增加的,它不可能减小,故A正确,B错误;根据熵增加原理,该系统只能是从比较有序的状态向更无序的状态发展,故C正确,D错误。123452.下列关于熵的说法错误的是()A.熵是物体内分子运动无序程度的量度B.在孤立系统中,一个自发的过程总是向熵减小的方向进行C.热力学第二定律的微观实质是熵的增加,因此热力学第二定律又叫熵增加原理D.熵值越大,代表系统内分子运动越无序B解析熵是分子运动无序程度的量度,熵越大,分子运动无序程度越大,故A、D正确;在孤立系统中,一个自发的过程总是向熵增加的方向进行,故B错误;热力学第二定律的微观实质是与热现象有关的自发宏观过程朝熵增加的方向进行,热力学第二定律又称为熵增加原理,故C正确。123453.关于能源的开发和节约,下列观点错误的是()A.常规能源是有限的,无节制地利用常规能源,如石油之类,是一种短视行为B.根据能量守恒定律,担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现C.能源的开发和利用,必须要同时考虑其对环境的影响D.通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径B解析能量虽然守恒,但能量退降导致能量的品质降低及不可再利用,也往往对环境产生破坏,从而应开发新型的清洁型的能源,故选项B错误。123454.用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分,A中盛有一定质量的理想气体,B为真空(如图甲所示),现把隔板抽去,A中的气体自动充满整个容器(如图乙所示),这个过程称为气体的自由膨胀,下列说法正确的是()A.自由膨胀过程中,气体分子只做定向运动B.自由膨胀前后,气体的压强不变C.自由膨胀前后,气体的温度不变D.容器中的气体在足够长的时间内,能全部自动回到A部分C12345解析由分子动理论知,气体分子的热运动是永不停息地做