20xx人教版高中物理选修3-3105、6能源和可持续发展内容摘要:

“左 2右 2” 这种 均匀分布的可能性最大,能否由此得出热力学第二定律的微观 意义。 提示: 从无序的角度上看,热力学系统是由大量做无序运动的 分子组成的,因为任何热力学过程都伴随着分子的无序运动状 态的变化,当撤去挡板的瞬间,分子仍聚集在左室,对于左右 两室这个整体来讲,这显然是一种高度有序的分布,当气体分 子自由扩散后,气体系统就变得无序了。 我们看到 “ 左 2右 2” 这种均匀分布的可能性最大,而分子集中在一个室中,另一个室 变成真空的可能性最小。 实际上,气体系统中分子个数相当多, 因此,撤去挡板后实际上我们只能看到气体向真空中扩散,而不 可能观察到气体分子重新聚集在一室的现象。 因此,气体的自由 扩散过程是沿着无序性增大的方向进行的,综上可知,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。 提示: 从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律;自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展。 而熵较大代表着较为无序,熵小代表有序,所以一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展。 【 知识点拨 】 大量分子组成的系统自发变化时,总是向着无序程度增加的方向发展,至少无序程度不会减少,也就是说,任何一个孤立的系统自发变化时,系统的熵要么增加,要么不变,但不会减少。 气态时的熵最大,其次是液态,固态时的熵最小。 ( 1)熵的微观意义:熵是系统内分子热运动无序性的量度。 ( 2)熵表示一个体系自由度的物理量。 熵越大,表示在这个体系下的自由度越大,可能达到的状态越多。 ( 3)熵不是守恒的量,在孤立体系中经过一个不可逆过程,熵总是增加的。 ( 4)熵的本质 :熵是体系微观混乱度的量度,混乱度越大,熵值也越大。 【 探究归纳 】 热力学第二定律的微观意义 ( 1)对同一系统而言 ,对应不同的划分条件 ,宏观态数目不同。 系统宏观态对应的微观态数目越多 ,该宏观态越 “ 无序 ”。 (2)一切自然过程都遵守熵增加原理。 【 典例 1】 a、 b两个分子分配在容器 A、 B里共有 ____个微观态,每个微观态出现的几率为 ____,那么 N个分子分配在 l个容器中,共有 _____个微观态,每个微观态出现的几率为 _____。 【 思路点拨 】 解答本题要注意以下两点 (1)所有可能的微观态,它们各自。
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