2018_2019学年高中物理第十章热力学定律课时5热力学第二定律的微观解释课时6能源和可持续发展学案新人教版选修3_3
2018_2019学年高中物理第十章热力学定律课时5热力学第二定律的微观解释课时6能源和可持续发展学案新人教版选修3_3第2页

1.正确理解宏观态和微观态

规定了某种规则,我们就规定了一个"宏观态",这个"宏观态"可能包含一种或几种"微观态",不同的"宏观态"对应的微观态的个数不同.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.

2.热力学第二定律的微观意义

我们所说的有序状态,指的是对应着较少微观态的宏观态.自发的过程总是倾向于出现与较多微观态对应的宏观态,因此自发的过程总是从有序向着无序发展的.

3.熵及熵增加原理

(1)熵的概念

物理学中用字母Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目,用字母S表示熵,则

S=kln_Ω,式中k叫做玻耳兹曼常量.

(2)熵增加原理

在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小.这就是熵增加原理,也是热力学第二定律的另一种表述.

二、能源和可持续发展

[问题设计]

1.流动的水带动水磨做功,由于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环境中,我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用.可见,内能与机械能相比,哪种能量的品质低?

答案 内能

2.化石能源的大量消耗会带来哪些环境问题?

答案 温室效应、酸雨、光化学烟雾等.

[要点提炼]

1.能量耗散和品质降低

(1)能量耗散:有序度较高(集中度较高)的能量转化为内能,成为更加分散因而也是无序度更大的能量,分散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象.

(2)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性.

(3)能量耗散虽然不会使能量的总量减少,却会导致能量品质的降低(填"降低"或"提高"),它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大有用的形式.

2.能源和人类社会发展

(1)常规能源

①常规能源:煤、石油、天然气

②对环境的危害

石油和煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量,产生了"温室效应".排入