2019-2020学年教科版选修3-3 第四章 第3节宏观过程的方向性 第4节热力学第二定律 第5节初识熵 学案
2019-2020学年教科版选修3-3 第四章 第3节宏观过程的方向性 第4节热力学第二定律 第5节初识熵 学案第1页

  第3节 宏观过程的方向性

  第4节 热力学第二定律

  第5节 初识熵

   1.了解自然界中热传导方向性的实例. 2.了解热力学第二定律的两种不同的表述,以及这两种表述的物理实质,并注意对热力学第二定律的理解和运用. 3.知道熵的概念,了解熵增原理,能用熵增原理认识自然界中能量转化的方向性.

  

  一、宏观过程的方向性

  1.自然过程的方向性

  (1)热传递的方向性:两个温度不同的物体相互接触时,热量会自发地从高温物体传给低温物体,而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体.

  (2)扩散现象的方向性:两种不同的气体可以自发地进入对方,最后成为均匀的混合气体.气体的自由膨胀也是一种扩散现象,同样具有方向性.

  (3)机械能与内能转化的方向性.

  (4)其他过程的方向性:如燃烧过程、爆炸过程等都具有方向性.

  2.不可逆过程:某过程只沿某个方向发生,而不可能在没有外界影响(或不产生其他影响)的情况下沿相反方向发生.这些过程我们称之为不可逆过程.

  二、热力学第二定律

  1.热力学第二定律的克劳修斯表述:不可能把热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他影响.

  2.热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量使之全部变为有用的功而不产生其他影响.

  

  三、初识熵

  1.熵的概念:表示系统的无序性程度.无序性大,熵大;无序性小,熵小.

  2.对熵的进一步认识

  (1)熵是系统无序度的量度.

  (2)熵是不可逆过程的共同判据.

  (3)熵是系统状态的函数.

  3.熵增原理:孤立系统的熵总是增加的,或者孤立系统的熵总不减少.

  

   对热力学第二定律的理解及应用

  热力学第二定律理解中的几个问题

  (1)单一热源:指温度均匀并且恒定不变的系统.若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定,则构成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作,从而可以对外做功.据报道,有些国家已在研究利用海水上下温度不同来发电.

(2)其他影响:指除了从单一热库吸收的热量,以及所做的功以外的其他一切影响;或者除了从低温物体吸收热量、高温物体得到相同的热量外,其他一切影响和变化,不是不