精編版高二年級物理《熱力學第二定律的微觀解釋》知識梳理歸納
不斷努力學習,及時對知識點進行歸納,才能讓自己的知識更加豐富,下面是育路網(wǎng)為大家整理的熱力學第二定律的微觀解釋知識梳理,歡迎大家閱讀。
1.有序和無序
有序:只要確定了某種規(guī)則,符合這個規(guī)則的就叫做有序。
無序:不符合某種確定規(guī)則的稱為無序。
無序意味著各處都一樣,平均、沒有差別,有序則相反。
有序和無序是相對的。
2.宏觀態(tài)和微觀態(tài)
宏觀態(tài):符合某種規(guī)定、規(guī)則的狀態(tài),叫做熱力學系統(tǒng)的宏觀態(tài)。
微觀態(tài):在宏觀狀態(tài)下,符合另外的規(guī)定、規(guī)則的狀態(tài)叫做這個宏觀態(tài)的微觀態(tài)。
系統(tǒng)的宏觀態(tài)所對應的微觀態(tài)的多少表現(xiàn)為宏觀態(tài)無序程度的大小。如果一個“宏觀態(tài)”對應的“微觀態(tài)”比較多,就說這個“宏觀態(tài)”是比較無序的,同時也決定了宏觀過程的方向性——從有序到無序。
3.熱力學第二定律的微觀意義
一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行。
4.熵和系統(tǒng)內(nèi)能一樣都是一個狀態(tài)函數(shù),僅由系統(tǒng)的狀態(tài)決定。從分子運動論的觀點來看,熵是分子熱運動無序(混亂)程度的定量量度。
一個系統(tǒng)的熵是隨著系統(tǒng)狀態(tài)的變化而變化的。在自然過程中,系統(tǒng)的熵是增加的。
在絕熱過程或孤立系統(tǒng)中,熵是增加的,叫做熵增加原理。對于其它情況,系統(tǒng)的熵可能增加,也可能減小。
從微觀的角度看,熱力學第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律:一個孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展,而熵值較大代表著較為無序,所以自發(fā)的宏觀過程總是向無序程度更大的方向發(fā)展。
典例探究
例: 一個物體在粗糙的平面上滑動,最后停止。系統(tǒng)的熵如何變化?
解析:因為物體由于受到摩擦力而停止運動,其動能變?yōu)橄到y(tǒng)的內(nèi)能,增加了系統(tǒng)分子無規(guī)則運動的程度,使得無規(guī)則運動加強,也就是系統(tǒng)的無序程度增加了,所以系統(tǒng)的熵增加。
友情提示:本題考查的是對熵增加原理的理解和應用。
1.能量耗散:系統(tǒng)的內(nèi)能流散到周圍環(huán)境中,沒有辦法把這些內(nèi)能收集起來加以利用,這種現(xiàn)象叫做能量耗散。
2.品質(zhì)降低:能量從高度有用的形式降級為不大可用的形式叫品質(zhì)降低。
能量在利用過程中,總是由高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。
3.能源:能源是指能夠提供可利用能量的物質(zhì),它是現(xiàn)代社會生活的重要物質(zhì)基礎。
常規(guī)能源:指已被廣泛應用的能源,如煤、石油、天然氣、水力等。
4.能源危機與環(huán)境污染
(1).近一百年,地球人口由16億增加到目前的50億,凈增了2倍多,而能源消耗據(jù)統(tǒng)計卻增加了16倍。按目前的消耗量,專家預測石油、天然氣最多只能維持半個世紀,煤炭尚可維持一二百年。
(2).能源利用的過程也直接污染著地球環(huán)境
①溫室效應:化石燃料燃燒放出的大量二氧化碳,使大氣中二氧化碳的含量大量增高,導致“溫室效應”,造成地面溫度上升,兩極的冰雪融化,海平面上升,淹沒沿海地區(qū)等不良影響。
②酸雨污染:排放到大氣中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水過程中溶入雨水,使其形成酸雨,酸雨進入地表、江河,破壞土壤,影響農(nóng)作物生長,使生物死亡,破壞生態(tài)平衡。同時腐蝕建筑結(jié)構(gòu)、工業(yè)裝備、動力和通訊設備等,還直接危害人類健康。
③臭氧層的破壞:臭氧層的存在對吸收紫外線方面起著舉足輕重的作用,一旦臭氧層遭到破壞,對生物有害的紫外線會毫無遮攔地照射到地面上,會提高皮膚癌和白內(nèi)障的發(fā)病率,也會影響我們的免疫系統(tǒng)。同時對不同生態(tài)系統(tǒng)中生物的生長、發(fā)育、繁殖、分布和生物地球化學循環(huán)都會造成一系列危害。
5.新能源的開發(fā)
(1).新能源:指目前尚未被人類大規(guī)模利用而有待進一步研究、開發(fā)和利用的能源,如核能、太陽能、風能、地熱能、海洋能、氫能等。
(2).無窮無盡的太陽能:
九、板書設計:
熱力學第二定律的微觀意義:
1.有序和無序
2.熱力學第二定律的微觀意義:
3.熵增加原理
能源和持續(xù)發(fā)展:
1.能量耗散:
2.品質(zhì)降低:
3.能源:
小編為大家整理的熱力學第二定律的微觀解釋知識梳理,大家閱讀了嗎?,最后祝大家有好的成績。
(責任編輯:陳海巖)
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