2025年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

丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。——杜甫

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

操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器。——刘勰

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。

操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器。——刘勰

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

丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。——杜甫

内能。

3.能源：能源是指能够提供可利用能量的物质，它是现代社会生