《熵：一种新的世界》课件.ppt

1、熵，一种新的世界观，教学目的，教学论，1。尝试解读文章内容，培养阅读摘要的能力；2.学会将写作的推理路径与日常实例联系起来。全心全意投入。绞尽脑汁：努力思考。耗尽qn:表示财产用尽或货物销售一空。1868年，伟大的德国物理学家鲁道夫克劳修斯提出了一个非常重要和令人困惑的概念熵。熵的概念谈论热力学第二定律。许多人不同意这个奇怪的概念。他们想创造各种形式的永动机来证明“熵”概念的错误。一百年过去了，没有一台永动机能永远运转。阅读引言，岳都道言提出了“增长的极限”理论，指出人口和经济的增长必然会耗尽世界上不可再生的自然资源，同时污染环境，威胁人类的生存。1981年，美国当代著名社会学家里夫金和霍华德

2、发表了熵：一种新的世界观。他们从热力学第二定律出发，对熵的物理概念进行了哲学解释，并讨论了政治、经济、教育等诸多领域的重大问题，引起了西方学术界的震惊。熵：一种新的世界观，它深刻地分析了科学技术的迅速发展所带来的负面影响。1972年，西方著名的未来学研究团体罗马俱乐部发表了一份关于人类困境的研究报告。现代科学技术从根本上改变了我们的世界，解放了人类的体力甚至脑力，提高了我们的生活质量。科学意味着福音，我们一直享受着科学技术发展创造的现代文明。作为一种文化，科学并不完美。在传播福音的同时，它也在不知不觉中扮演了魔鬼。对技术进步的乐观和对物质增长的贪婪导致人类陷入各种困境，如环境污染、能源危机、战

3、争威胁等等。熵热力学第二定律的思想源于卡诺对热机效率的研究。在理想的卡诺循环中，做功的成本是由热来支付的，并且必须有一个补偿转化的过程。开尔文在1851年提出，从单一热源吸收热量是不可能的，因此它可以在没有任何其他影响的情况下变成有用的功。这个表达式叫做“热力学第二定律的开尔文表达式”。克劳修斯说：要把热量从低温物体传递到高温物体上而不引起其他效应是不可能的。这个表达式叫做“克劳修斯的热力学第二定律理论”。1865年，德国物理学家克劳修斯首次将熵的概念引入热力学，以阐明热力学第二定律。1877年，奥地利物理学家玻尔兹曼提出了玻尔兹曼关系，建立了熵与系统微观性质之间的关系，赋予熵统计以意义。19

4、29年，匈牙利物理学家西拉德阐述了熵与信息的关系，揭示了熵的新含义。在热力学中，熵是用来衡量不能再用来做功的能量的量；在统计物理学中，熵是微观系统无序程度的度量。在信息论中，熵成为信息不确定性的量。宇宙中能量的总和是一个常数。宇宙中能量的总和从一开始就是固定的。能量既不能创造也不能毁灭。能量可以从一种形式转换成另一种形式。热力学第一定律？热力学第二定律？总熵在增加。每当能量从一种状态转变为另一种状态时，它就会损失一些能量，这些能量可以用来在将来做一些工作。熵是不能再转化为功的能量总和的量度。定律：世界上的熵(即无效能量的总和)总是趋于最大。熵？热力学第一定律和第二定律相互独立吗？热力学第一定律

5、解释了热力学过程中能量转换量和能量守恒之间的关系；热力学第二定律表明，在能量转换方向上遵循能量守恒定律的过程可能不会实现。这两个定律从不同角度反映了热力学过程的规律。它们不能相互替代，而是相互包容、相互独立的法律。为什么污染是熵的同义词？例如，“冷却铁钳，飞机上的水”试图解释？“得到某种惩罚”是指什么？当能量被转换时，一定量的可以在将来用来做一些工作的能量就失去了。熵的增加意味着有效能量的减少。转化为无效状态的能量构成污染。污染是世界上所有可利用的能量转化为无效能量的总和。能量平均状态是熵值达到最大的状态，没有自由能做进一步的工作。区分地球上两种有效能源的基本点是什么？你为什么说“100%恢复

6、是不可能的”？例如，“餐具的使用”试图解释什么？是否“在一个对人类有意义的时代”。可以逆转熵的过程，但同时必须消耗更多的能量。材料是可以回收的，但它必须以一定的腐烂为代价。“热沉默”来了，结果呢？人们提倡低熵世界观和低熵生活方式。你觉得这个怎么样？是熵，是能量的耗散，是做有用工作的能力。低熵世界观的本质是节约有限的资源，将能量流减少到最小；低熵生活方式，回归简单，真正实现低成本。全文由15段组成。第一段：介绍热力学定律；第二段：表达热力学的两个定律，引入熵的概念；第34段：简单谈谈热力学第一定律；第5段：过渡到讨论熵；第67段：定义和解释熵；第89段：能量耗散和熵；第1015段：有效能量和熵。

7、总体把握，正题，正文摘自熵：新世界观第二章第一节，主要阐述了“熵定律”的物理意义，进而强调了有效能源的不可再生性，表现出对能源危机的深切担忧。一开始，引用人类学家马克斯热拉尔(Max Gerakl)的话来解释，经过科学家们的“苦心经营”和“绞尽脑汁”，热力学第一定律和第二定律已经成为“物理学基础课”的内容。然后，引用“地球上民族文化的民间谚语”来说明热力学第一定律和第二定律的原理在生活中是可以被欣赏的。在这一铺垫之后，就可以接近“深不可测”的热力学概念了。在第二段中，作者用一句话概括了热力学的两个定律，即“宇宙的总能量是一个常数，总熵在增加”，由此引出了“熵”的概念。作者并不急于解释“熵”的含

8、义，而是试图使上述总结成为一种流行的解释。首先，它指出热力学第一定律的本质是能量的守恒和转化，并强调能量既不能被创造也不能被破坏，这为下面对热力学第二定律的解释奠定了基础。虽然能量不能被破坏，但它可以在转化中消散。“有效的”和“自由的”能量将变成“无效的”和“封闭的”能量，我们将因此受到“惩罚”。惩罚是熵的增加。因为“熵是不能再转化为功的能量总和的度量单位。”给出了熵的一个流行定义。作者进一步阐述了熵的含义。能量耗散意味着熵的增加，熵的增加意味着有效能量的减少，有效能量的减少意味着污染的加剧，所以“污染就是熵的同义词”。克劳修斯已经意识到“能级差总是趋于零”，冷却的铁钳和飞机上的水不再做功。如

9、果能量处于平均状态，熵值将达到最大状态。因此，话题自然从能量耗散过渡到对“能源危机”的讨论。作者从能源、工业回收和地球物质衰变等方面讨论了能源危机。地球上的可再生能源不能满足人类的需求，不可再生能源正在迅速枯竭。太阳能也是“每秒钟都在减少”，其利用率非常有限。在能源问题上，没有乐观的余地，因为“每次你点一支烟，世界上的有效能量就会减少一点。”热力学第二定律是无情的。“尽管物质可以循环利用，但必须以一定的衰变为代价。”不可能实现100%的工业恢复。回收和加工将消耗新的能源，熵将继续增加。从理论上讲，当宇宙中的有效能量耗尽时，它就达到了热平衡状态，即“热沉默”。那时，就没有精力做工作，更不用说生活

10、了。即使在太阳的有生之年，几十亿年后，太阳也许能够再次收集地球上消散的能量，但人类不能等待那一次。下面的推论错误是()，宇宙中能量的总和是确定的。能量可以转化而不会消失。既然熵增是一个客观规律，一般来说，不管人们工作多努力，污染都是不可避免的。随着人类科技的进步，新能源可以被发现和创造。世界上一切事物的运动都在不断地消耗能量。理解课文时的一个错误是()a .烧红的火钳和被水坝拦截的水有有效的自由能。当熵值最大时，人们用水桶将水从大坝底部提升到大坝顶部，然后让水落下，或者再次加热大钳。冷却铁钳和飞机上的水的能量是封闭的或无效的，它们都不属于自由能。世界上的能量总是趋向于一种平均的能量状态，在能量

11、水平上没有任何差别。在正文的第一段，作者给出了三个民间谚语来启发人们去了解热力学第二定律。请结合课文知识，从能量耗散的角度解释下面这句话的含义：你不能不劳而获；任何收益都会消耗一定量的能量，但不会有任何收益。消耗的能量不能再用来做功了。高层建筑被夷为平地后，不可能再上升；水从大坝流到大坝底部，不可能自己回到大坝。如果你想再次工作，你需要消耗新的能量，并且熵总是在增加。当事物处于凝聚状态时，就有势能；一旦分散，它就不能再自动回到凝聚状态。餐具在使用过程中，由于磨损，金属分子不断地离开餐具，最后“零零星星地散开”。尽管它们仍然存在，但它们不再能有效地用作块状金属。桥下之水：这是老子的一句话，原本的

12、意思是天堂就像一张大网，广阔无边，却疏而不漏。后来，它经常被用来比喻一个国家的法国公开赛，但它不会错过一个坏人。在这篇文章中，这句话的意思是：虽然大自然是广阔无边的，但它从不错过。用原文的话来说，每当能量从一种状态变化到另一种状态时，我们都会“受到一定程度的惩罚”。惩罚是我们失去了一定量的能量，这些能量可以用来在将来做一些工作。这叫做熵。天网恢复了，稀疏但没有泄露：熵，来自火，商业声音。本文多次以燃烧为例。试着找出三个例子，并在举例时谈论作者解释的原因。燃烧的例子有燃烧一块煤，燃烧一根红色的拨火棒，点燃一支香烟，等等。它表明煤的能量没有消失，但它不再能用来做功；热量总是从温度较高的物体流向温度较低的物体。当温度被平均时，它达到“能量平均状态”，不再做功。这时，“熵值