学教科版选修33 4.5初识熵 课件（2）（15张）.ppt

4 5初识熵 一 宏观过程的方向性1 自然过程的方向性 1 热传递的方向性 两个温度不同的物体相互接触时 热量会自发地从高温物体传给低温物体 而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体 2 扩散现象的方向性 两种不同的气体可以自发地进入对方 最后成为均匀的混合气体 气体的自由膨胀也是一种扩散现象 同样具有 3 机械能与内能转化的方向性 4 其他过程的方向性 如燃烧过程 爆炸过程等都具有方向性 方向性 2 不可逆过程 某过程只沿某个方向发生 而不可能在没有外界影响 或不产生其他影响 的情况下沿 方向发生 这些过程我们称之为不可逆过程 相反 二 初识熵1 熵的概念 表示系统的 程度 无序性大 熵 无序性小 熵 2 对熵的进一步认识 1 熵是系统 的量度 2 熵是 过程的共同判据 3 熵是系统状态的函数 无序度 不可逆 无序性 大 小 3 熵增原理 孤立系统的熵总是 的 或者孤立系统的熵总不 增加 减少 要点熵增原理 熵 是什么 熵 是德国物理学家克劳修斯在1850年创造的一个术语 他用熵来表示任何一种能量在空间分布的均匀程度 能量分布得越均匀 熵就越大 如果对于我们所考虑的那个系统来说 能量完全均匀地分布 那么这个系统的熵就达到最大值 简单地说 熵 就是微观粒子的无序程度 能量差别的消除程度 在克劳修斯看来 在一个封闭的系统中 运动总是从有序到无序发展的 比如 把一块冰糖放入水中 结果整杯水都甜了 这就是说 糖分子的运动扩展到了整杯水中 它们的运动变得更加无序了 对于一个封闭的系统 能量差也总是倾向于消除的 比如 有水位差的两个水库 如果把它们连接起来 那么 重力就会使一个水库的水面降低 而使另一个水库的水面升高 直到两个水库的水面相等 势能取平为止 克劳修斯总结说 自然界中的一个普遍规律是 运动总是从有序到无序 能量的差异总是倾向变平均等 也即 熵将随着时间而增大 特别提醒 1 由熵的定义可知 熵较大的宏观状态就是无序程度较大的宏观状态 也就是出现概率较大的宏观状态 在自然过程中熵总是增加的 其原因并非因为有序是不可能的 而是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多 把事情搞得乱糟糟的方式要比把事情做得整整齐齐的方式多得多 2 从微观的角度看 热力学第二定律是一个统计规律 一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展 而熵值较大代表着较为无序 所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展 如果过程可逆 则熵不变 如果过程不可逆 则熵增加 根据你对熵增原理的理解 举出一些系统从有序变为无序的例子 精讲精析 根据熵增原理 自然界的一切自发的过程总是朝着熵增加的方向进行 而熵是描述系统无序程度的物理量 熵越大 无序程度越高 所以 熵的增加就意味着系统无序程度的增加 即从有序向无序的方向转化 答案 举例 燃料的燃烧 气体的扩散 破镜不能复原 覆水难收 一切生命体从生到亡等 方法总结 一切自发的不可逆的过程都是从有序到无序 变式训练2 下面关于熵的有关说法错误的是 a 熵是系统内分子运动无序性的量度b 在自然过程中熵总是增加的c 热力学第二定律也叫做熵减小原理d 熵值越大