(4)能量耗散虽然不会导致能量总量的减少,却会导致能量品质的降低,实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式。
2.能源和环境
1.自主思考--判一判
(1)熵越小,系统对应的微观态就越少。(√)
(2)在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会增加。(×)
(3)大量分子无规则的热运动能够自动变为有序运动。(×)
(4)能量耗散会导致总能量的减少,也会导致能量品质的降低。(×)
(5)热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程。(√)
(6)既然能量是守恒的,那么人类就没必要节约能源。(×)
2.合作探究--议一议
(1)怎样理解一个孤立的系统熵不会减小?
提示:从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律;自发的宏观过程总是向无序性更大的方向发展。而熵较大代表着较为无序,熵小代表有序,所以一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展。
(2)既然能量守恒,为什么还要节约能源?
提示:人们在使用能源的时候,高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。虽然能量不会减少,但能源会越来越少,所以要节约能源。
(3)流动的水带动水磨做功,由于磨盘之间的摩擦、磨盘和粮食之间的摩擦和挤压,使磨盘和粮食的温度升高,水流的一部分机械能转变成了内能,这些内能最终流散到周围的空气中,我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用。请思考:内能与机械能相比,哪种能量的品质低?
提示:内能。能量的耗散虽然不会使能量减少,却会导致能量品质的降低,它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式。故内能较之机械能是一种低品质的能量。
热力学第二定律的微观意义