选修3-3-10.5-.6热力学第二定律的微观解释、能源和可持续发展--导学案

第5节热力学第二定律的微观解释
教学目标：
1.了解有序和无序，宏观态和微观态的概念。

2.了解热力学第二定律的微观意义。

3.了解熵的概念，知道熵是反映系统无序程度的物理量。

4.知道随着条件的变化，熵是变化的。

自主学习：
一、热力学第二定律的微观解释
1、有序和无序
①有序：只要确定了，符合这个规则的就叫做有序。

②无序：不符合某种确定规则的称为无序。

③无序指“”，“”，“”，有序则相反。

④有序和无序是的。

2、宏观态和微观态
系统的状态即宏观态，系统内状态即微观态。

说明：
①宏观态：符合某种规定、规则的状态，叫做热力学系统的宏观态。

②微观态：在宏观状态下，符合另外的规定、规则的状态叫做这个宏观态的微观态。

③系统的宏观态所对应的微观态的多少表现为宏观态无序程度的大小。

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，同时也决定了宏观过程的方向性——从有序到无序。

3、热力学第二定律的微观意义
一切自然过程总是沿着分子热运动的的方向进行。

4、熵
①熵：表达式S= ，k表示，表示一个宏观状态所对应的。

②熵增加原理：。

③意义：表示系统内分子运动的量度。

二、能源和可持续发展
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，
就成为更加分散因而的能量，流散到环境中起来加以利用的现象。

（2）各种形式的能量向内能转化方向是无序程度较小向无序程度较大的转变，是能够、全额发生的。

（3）能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有。

（4）能量耗散虽然不会导致能量总量的减少却会导致的降低，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、能源与人类社会发展、环境的关系
（1）能源：能源是社会存在与发展永远不可或缺的，是国民经济运行的，它与、构成现代社会的三大支柱。

（2）化石能源：人们把、、叫做常规能源。

①化石能源的储藏是有限的。

②化石能源的大量消耗带来了环境问题有：、。

3、开发新能源
开发的新能源主要有下列几种：、、
等。

课堂小结：。