10.5热力学第二定律的微观解释专题培训课件.ppt

气体扩散以密度作为标准，从密度大地方向密度小的地方扩散，直到密度相同时为止。想一想第五节热力学第二定律的微观解释教学目标过程与方法情感与价值观重点难点内容解析有序：只要确定了某种规则，符合这个规则的就叫做有序。
无序：不符合某种确定规则的称为无序。
无序意味着各处都一样，平均、没有差别，有序则相反。
有序和无序是相对的。学员休息时杂乱无章，集合哨一响，队员迅速归队，队伍整齐划一。宏观态与微观态热力学第二定律的微观意义一个被隔板分为A、B相等两部分的容器，装有4个涂以不同颜色分子。开始时，4个分子都在A部，抽出隔板后分子将向B部扩散并在整个容器内无规则运动。隔板被抽出后，4分子在容器中可能的分布情形如下图所示：分布
（宏观态）微观态共有24=16种可能的方式，而且4个分子全部退回到A部的可能性即几率为1/24=1/16。对单个分子或少量分子来说，它们扩散到B部的过程原则上是可逆的。第二定律的统计表述（依然看前例）统计物理基本假定—等几率原理：对于孤立系，各种微观态出现的可能性（或几率）是相等的。定义热力学几率：与同一宏观态相应的微观态数称为热力学几率。记为。平衡态相应于一定宏观条件下最大的状态。注意：微观状态数最大的平衡态状态是最混乱、最无序的状态。热力学第二定律的适用范围2.孤立系统有限范围。对整个宇宙不适用熵热力学第二定律是根据大量观察结果总结出来的规律，有下述表述方式：在孤立系统中，实际发生的过程总使整个系统的熵值增大，此即熵增原理。摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热，使熵增加。热量dQ由高温(T1)物体传至低温(T2)物体，高温物体的熵减少dS1=dQ/T1，低温物体的熵增加dS2=dQ/T2，把两个物体合起来当成一个系统来看，熵的变化是dS＝dS2+dS1＞0，即熵是增加的。物理学家玻尔兹曼将熵定义为一种特殊状态的概率：原子聚集方式的数量。可精确表示为：S=KlogWK是比例常数，现在称为玻尔兹曼常数。熵和系统内能一样都是一个状态函数，仅由系统的状态决定。从分子运动论的观点来看，熵是分子热运动无序(混乱)程度的定量量度。
一个系统的熵是随着系统状态的变化而变化的。在自然过程中，系统的熵是增加的。
在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的，叫做熵增加原理。对于其它情况，系统的熵可能增加，也可能减小。
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。了解课堂小结2、熵的概念课堂练习课后习题(4)无序性增大了