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3页

  选项B错误;根据热力学第二定律可知,气体的自发扩散过程具有方向性,选项C正确;实际的宏观过程都会自发地往熵逐渐增大的方向进行,故D错误.

   熵增原理

   "熵"是什么?"熵"是德国物理学家克劳修斯在1850年创造的一个术语,他用熵来表示任何一种能量在空间分布的均匀程度.能量分布得越均匀,熵就越大.如果对于我们所考虑的那个系统来说,能量完全均匀地分布,那么这个系统的熵就达到最大值.简单地说,"熵"就是微观粒子的无序程度、能量差别的消除程度.

  在克劳修斯看来,在一个封闭的系统中,运动总是从有序到无序发展的.比如,把一块冰糖放入水中,结果整杯水都甜了.这就是说,糖分子的运动扩展到了整杯水中,它们的运动变得更加无序了.对于一个封闭的系统,能量差也总是倾向于消除的.比如,有水位差的两个水库,如果把它们连接起来,那么,重力就会使一个水库的水面降低,而使另一个水库的水面升高,直到两个水库的水面相等,势能取平为止.

  克劳修斯总结说,自然界中的一个普遍规律是:运动总是从有序到无序,能量的差异总是倾向变平均等,也即"熵将随着时间而增大".

   (1)由熵的定义可知,熵较大的宏观状态就是无序程度较大的宏观状态,也就是出现概率较大的宏观状态.在自然过程中熵总是增加的,其原因并非因为有序是不可能的,而是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多.把事情搞得乱糟糟的方式要比把事情做得整整齐齐的方式多得多.

  (2)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.如果过程可逆,则熵不变;如果过程不可逆,则熵增加.

   根据你对熵增原理的理解,举出一些系统从有序变为无序的例子.

  [解析] 根据熵增原理,自然界的一切自发的过程总是朝着熵增加的方向进行,而熵是描述系统无序程度的物理量.熵越大,无序程度越高,所以,熵的增加就意味着系统无序程度的增加,即从有序向无序的方向转化.

  [答案] 举例:燃料的燃烧;气体的扩散;破镜不能复原;覆水难收;一切生命体从生到亡等

  

  一切自发的不可逆的过程都是从有序到无序. 

 2.下面关于熵的有关说法错误的是(  )