第04節(jié)熱力學(xué)第二定律

1、5.熱力學(xué)定律的微觀解釋,第十章 熱力學(xué)定律,復(fù) 習(xí),熱力學(xué)第二定律的兩種表述：,總結(jié)：任何一類(lèi)宏觀自然過(guò)程進(jìn)行方向的說(shuō)明都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述.,二、熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述： 1.不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響. 2.第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成,一、熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述： 熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體.,思考：為什么涉及熱運(yùn)動(dòng)的宏觀過(guò)程會(huì)有一定的方向性？如何從微觀的角度進(jìn)行解釋說(shuō)明？,1.有序和無(wú)序 有序： 無(wú)序： 有序和無(wú)序是相對(duì)的. 2.宏觀態(tài)和微觀態(tài) 宏觀態(tài)： 微觀態(tài)：,一、有序和無(wú)序 宏觀態(tài)和微觀態(tài),如果氣體向真空擴(kuò)散，宏觀態(tài)和微觀

2、態(tài)分別指什么？怎樣是有序？怎樣是無(wú)序？,思考與討論,容器左右等體積，左部有氣體，右部為真空.抽去隔板氣體自由膨脹. 系統(tǒng)宏觀態(tài)-用分子左、右兩部分的分配數(shù)目表示 系統(tǒng)微觀態(tài)-用分子處在某一部分的具體情況表示.,二、氣體向真空的擴(kuò)散,氣體,真空,假定容器中有4個(gè)分子，抽出隔板后，4個(gè)分子在容器中具有哪些可能的宏觀態(tài)和微觀態(tài)？氣體擴(kuò)散后4個(gè)分子分布的最大一種可能和最小一種可能是什么？,思考與討論,抽出隔板后，4個(gè)分子在容器中 可能的分布如圖所示,1,6,4,1,4,0,1,2,3,4,5,6,4個(gè)粒子分布,左4 右0,左3 右1,左2 右2,左1 右3,左0 右4,假設(shè)所有的微觀狀態(tài)其出現(xiàn)的可能性

3、是相同的.,4粒子情況，總狀態(tài)數(shù)16， 左4右0 和 左0右4，幾率各為1/16；左3右1和 左1右3 ，幾率各為1/4； 左2右2， 幾率為3/8.,一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行.,熱力學(xué)第二定律的微觀解釋,通過(guò)以上的分析，能得到什么結(jié)論？,簡(jiǎn)單的說(shuō)，“熵”就是微觀粒子的無(wú)序程度、能量差別的消除程度.,在克勞修斯看來(lái),在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中,運(yùn)動(dòng)總是從有序到無(wú)序發(fā)展的.,三、熵,熵的微觀意義：系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序性的量度.,熱力學(xué)第二定律可以表述為：在孤立系統(tǒng)中進(jìn)行的自發(fā)過(guò)程總是沿著熵增加的方向進(jìn)行，它是不可逆的，平衡態(tài)相應(yīng)于熵最大值的狀態(tài).熱力學(xué)第二定律的這一表述稱(chēng)為熵增

4、加原理.,課堂練習(xí)： 1、下列說(shuō)法中不正確的是() A. 自發(fā)的熱傳遞過(guò)程是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性增大的方向進(jìn)行的 B. 民間常用“拔火罐”來(lái)治療某些疾病，方法是將點(diǎn)燃的紙片放入火罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時(shí)，迅速將火罐開(kāi)口端緊壓在皮膚上，火罐就會(huì)緊緊地“吸”在皮膚上。其原因是火罐內(nèi)的氣體體積不變時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小 C. 空調(diào)既能制熱又能制冷，說(shuō)明在不自發(fā)的條件下，熱傳遞可以逆向 D. 相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等,2、（多選）下列說(shuō)法正確的是 A. 機(jī)械能全部變成內(nèi)能是不可能的 B. 根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體 C. 從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的 D. 第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制造成功的原因是因?yàn)槟芰考炔粫?huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從一種形式