高中物理 10.5 热力学第二定律的微观解释学案 新人教版选修3-3

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1、10.5热力学第二定律的微观解释10.6能源和可持续发展学案一、预习目标：1.了解有序和无序，宏观态和微观态的概念。2.了解热力学第二定律的微观意义。3.了解熵的概念，知道随着条件的变化，熵是变化的。4.理解能量耗散和品质降低的概念，能源的利用实际上是能量的转化和转移过程。5.了解常规能源的使用带来的环境污染。二、预习内容：（一）热力学第二定律的微观解释：1.有序和无序有序：。无序：。2.热力学第二定律的微观意义：。3.熵和系统内能一样都是一个函数，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

2、(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。熵增加原理的内容：。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。（二）能源和持续发展：1.能量耗散：。2.品质降低：能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式叫品质降低。能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的内能。3.能源：能源是指能够提供可利用能量的物质，它是现代社会生活的重要物

3、质基础。常规能源：指已被广泛应用的能源，如煤、石油、天然气、水力等。三、提出疑惑、课内探究学案一、学习目标 1.理解热力学第二定律的微观意义。了解熵的概念，知道熵是反映系统无序程度的物理量。2.理解能量耗散和品质降低的概念。二、学习过程典例探究例1一个物体在粗糙的平面上滑动，最后停止。系统的熵如何变化？解析：因为物体由于受到摩擦力而停止运动，其动能变为系统的内能，增加了系统分子无规则运动的程度，使得无规则运动加强，也就是系统的无序程度增加了，所以系统的熵增加。例2.某地的平均风速为5m/s，已知空气密度是1.2

4、kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？解析：首先可以求出在时间t内作用于风车的气流质量为m=лr2υtρ，这些气流的动能为mυ2；转变的电能为，故风车带动发电机发电的功率为代入数据以后得P=3.4kW友情提示：从能量守恒定律入手，注意能量转移的方向性是解答本题的关键。例某地的平均风速为5m/s，已知空气密度是1.2kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的

5、气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？解析：首先可以求出在时间t内作用于风车的气流质量为m=лr2υtρ，这些气流的动能为mυ2；转变的电能为，故风车带动发电机发电的功率为代入数据以后得P=3.4kW友情提示：从能量守恒定律入手，注意能量转移的方向性是解答本题的关键。三、反思总结四、当堂检测1.一定质量的气体被压缩，从而放出热量，其熵怎样变化？2.保持体积不变，将一个系统冷却，熵怎样变化？增加3、.能源可划为一级能源和二级能源。自然界以现成形式提供的能源称为一级能源；需要依靠其他能源的能量间接制

6、取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O=2H2+O2-517.6，下列叙述正确的是（）A.电能是二级能源B.水力是二级能源C.天然气是一级能源D.焦炉气是一级能源课后练习与提高1、.下面的叙述中正确的是（）①不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化②不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化③所谓“能源”，指的就是能够提供可利用能量的物质④能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性A.①②B.①②

7、③④C.③④D.②③2、.常规能源的利用带来很多环境问题，如煤和石油的燃烧会产生大量的二氧化碳，其主要危害是。3、.煤在燃烧时产生的二氧化硫等物质对环境的主要危害是。当堂检测1、减少2、增加3、AC课后练习与提高1、B2、产生“温室效应”3、形成酸雨、腐蚀建筑物、酸化土壤。