人教版高中物理选修3-3课件第十章学案5、6

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(2)对热传递过程的微观解释 从微观看，热传递的过程中，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，其逆过程不能自发地进行． (3)微观意义 大量分子无序运动状态变化的方向总是向无序性 增大的方 向进行，即一切自然过程总是沿着 无序性 增大的方向进 行．
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4．关于温室效应，下列说法中正确的是
( BC )
A．太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了温室
效应
B．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二
氧化碳的含量，由此产生了温室效应
C．温室效应使得地面气温上升、两极冰雪融化
D．温室效应使得土壤酸化 解析 温室效应的产生是由于石油和煤炭在燃烧时产生
例 2 以下说法正确的是
( AC )
A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B．汽油是一种清洁能源
C．水能是可再生能源
D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的
解析 煤、石油、天然气等是动、植物转化成的，其来
源可追溯到太阳能，A 对； 汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生
成，B 错； 水能是可再生能源，C 对；
力学过程就是大量分子向无序程度大的状态变化的过
程．自然过程的方向性可以表述为：在任何自然过程中，
一个孤立系统的熵值不会减小，因此热力学第二定律又称
为熵增加原理．因此 A、B、D 说法正确，C 说法错误．
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针对训练 对“覆水难收”的叙述正确的是
( AC )
A．盛在盆中的水是一种宏观态，因盆子的因素，对应
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3．有序、无序：一个系统的个体按确定的 某种规则 ，有 顺序地排列即有序；个体分布 没有 确定的要求，“怎 样分布都可以”即无序．
4．宏观态、微观态：系统的 宏观 状态即宏观态，系统内 个体的不同分布 状态即微观态．
5．热力学第二定律的微观意义 一切自发过程总是沿着分子热运动的 无序性 增大的方 向进行．
“有序”和“无序”是相对而言的，是从有序程度上讲的， 熵是宏观态 无序程度 的量度，熵越高，意味着宏观态所对 应的微观态数目越多，即越 无序 ，熵越低即越 有序 ． 2．热力学第二定律的微观意义 (1)对热力学过程的微观解释 在通过做功使系统内能增加的过程中，自然过程是大量分 子从 有序 运动状态向 无序 运动状态转化的过程，但其逆 过程却不能自发地进行，即不可能由大量分子无规则的热 运动自发地转变为有序的运动．
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6．熵及熵增加原理 (1)熵：表达式 S＝ kln Ω ，k 叫做玻耳兹曼常量，Ω 表 示一个宏观状态所对应的微观状态的数目．S 表示系统 内分子运动 无序性 的量度，称为熵． (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 ．
7．能量耗散 (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．
的微观态数目较少，较为有序
B．盛在盆中的水是一种宏观态，因盆子的因素，对应
的微观态数目较多，较为无序
C．泼出的水是一种宏观态，因不受器具的限制，对应
的微观态数目较多，较为无序
D．泼出的水是一种宏观态，因不受器具的限制，对应
的微观态数目较少，较为有序
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二、能源和可持续发展 [问题设计]
光能都可以重新收集并加以利用，如用光做能源的手表
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等．只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围 环境的内能，才无法重新收集并加以利用，但本题没有告 诉该光能用来做什么，故不能算能量耗散．火炉把房子烤 暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中， 无法重新收集并加以利用，属于能量耗散． 答案 D
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(2)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 方向性 ． 8．能源和环境 (1)能源种类：煤、石油、天然气等常规能源． (2)环境问题：温室效应、 酸雨 、光化学烟雾． (3)新能源： 太阳能 、生物质能、风能等.
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的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，它的危害是
使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升、淹没沿
海城市、海水和河流倒灌、耕地盐碱化等，故选项 B、C
正确.
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1．热力学第一定律：一个热力学系统的内能增量等于外界 向它传递的热量与外界对它 所做功 的和．
2．热力学第二定律：反映宏观自然过程的 方向性 的定律． 克劳修斯表述：热量不能 自发地 从低温物体传到高温 物体． 开尔文表述：不可能从 单一热库 吸收热量，使之完全 变成功，而不产生其他影响．
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例 1 下列关于熵的说法中错误的是
( C)
A．熵是系统内分子运动无序性的量度
B．在自然过程中一个孤立系统的熵总是增加或不变的
C．热力学第二定律也叫做熵减小原理
D．熵值越大代表着越无序
解析 一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的
方向进行，这就是热力学第二定律的微观意义．系统的热
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3．下列哪些现象属于能量耗散
()
A．利用水能发电转化为电能
B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能
C．电池的化学能转化为电能
D．火炉把房子烤暖 解析 能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终流散
在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，能够重新
收集并加以利用的能不能称为能量耗散．本题中的电能、
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
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解析 从热力学第二定律的微观本质看，一切不可逆过程 总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行，B、 C 错； 热力学第二定律是一个统计规律，A 对； 任何自然过程总是朝着无序程度增大的方向进行，也就是 熵增加的方向进行，故 D 错．所以选 A. 答案 A
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煤、石油等存储量是有限的，是不可再生能源，D 错．
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1．下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是 ( ) A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律 B．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向 进行 C．有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行， 有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行 D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵会减小
一、热力学第二定律的微观意义 [问题设计]
固体自发地熔化为液体、固体结晶要比液体整齐有序； 液体自发地蒸发为气体，液体分子的分布比气体分子要 集中有序．两种不同气体相互扩散，由有序变为无序， 这些现象都说明了什么问题？ 答案 自发过程总是向着无序性增大的方向进行．
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[要点提炼] 1．熵的含义
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2．下列哪些现象能够发生，并且不违背热力学第二定律
( CD ) A．一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热 B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能 C．桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，下面的
水变清，泥、水自动分离 D．电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体
解析 A、B 都违背了热力学第二定律，都不能发生． C 中系统的势能减少了，D 中消耗了电能，所以不违背热 力学第二定律，均能发生．
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学案 5 热力学第二定律的微观解释 学案 6 能源和可持续发展
[学习目标定位] 1.了解有序和无序是相对的. 2.知道宏观态与微观态，知道宏观态对应的微观态的数目与
无序程度的关系. 3.知道熵的概念，了解熵增加原理，知道它是热力学第二定
律的另一表述. 4.了解能量耗散、能源和环境．