热力学定律微观解释.PPTVIP

8.一个密闭的容器内有稀薄气体，在容器上开一个小口，外部的空气就会流入容器，在气体流入过程中，容器内靠近开口处的空气密度暂时变得比内部大，以下说法正确的是（ ） A．此时容器内气体处于一个不平衡状态，是一个最无序的状态 B．外界的影响破坏了容器内气体的平衡 C．上面事实说明热力学第二定律只适用于封闭系统 D．对一个开放系统并不一定是最无序的分布 BCD 9.下列说法正确的是（ ） A．热力学第二定律只在一定前提条件下才能成立 B．热力学第二定律揭示了一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 C．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方向性 D．热力学第二定律揭示了有大量分子参与宏观过程的方向性 ABCD 10.从微观角度看（ ） A．热力学第二定律是一个统计规律 B．一个孤立系统总是从熵大的状态向熵小的状态发展 C．一个宏观状态所对应的微观状态越多，越是无序，熵值越大 D．出现概率越大的宏观状态，熵值越大 ACD 11.下列说法正确的是（ ） A．与热现象有关的自发的宏观过程是有方向性的 B．与热现象有关的自发的宏观过程是熵增加的过程 C．气体扩散现象向着无序性增加的方向进行,是可逆过程 D．机械能转化为内能的过程是系统的熵增加的过程 ABD 10.6《能源和可持续发展》 第十章《热力学定律 》 问题：根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中能量的总量保持不变。为什么还要节约能源？ 一、能量耗散和品质降低 根据热力学第二定律，能量在转化和转移的过程中有方向性，使能量由高品质变成低品质，由便于利用变成不便于利用 二、能源与人类社会发展 看下列三则材料，你有什么想说的？ 3、国际能源机构的统计，地球上的石油、天然气、煤供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年。 ▲2、我国的能源结构 ▲1、我国和世界的能源消耗 三、能源与环境 全球变暖、酸雨、大气污染。。。 三、能源与环境 全球变暖、酸雨、大气污染。。。 三、能源与环境 全球变暖、酸雨、大气污染。。。 三、能源与环境 全球变暖、酸雨、大气污染。。。 三、能源与环境 全球变暖、酸雨、大气污染。。。 三、能源与环境 太阳能 地热 潮汐 可燃冰 四、开发新能源 1、太阳能 2、生物质能 3、风能 4、水能与潮汐能 太阳灶 热力学第二定律的微观解释 一个“妖精”，神通广大，能跟踪充满容器的每个气体分子的运动。把这个容器用一道隔板分为A ，B两部分，并在隔板上安装一个阀门，当阀门打开时单个气体分子可以从容器的一部分经过阀门进入另一部分去。  假设这个容器开始时完全充满了一定温度的气体，按照热的动力论，一定的温度对应于分子的一定的平均温度，因为气体分子的运动具有随机性质，有的分子的速度将大于平均值，有的则将小于平均值。妖精在适当的时候打开阀门，让快的分子从B 进入A，慢的分子从A进入B ，结果不须消耗能量，B 部分的温度就下降，A部分的温度就上升，热量可以自发地从低温物体流向高温物体。 一般的解释是：妖精必须得到一些“知识”，才能把“快”分子和“慢”分子区分开来。为了获得这些信息，要不要消耗能量？如果需要，则容器、气体、隔板、妖精作为封闭系统，为得到所要信息所需的能量，将不大于因利用这一信息而消耗的能量，并没有违反热力学第二定律。  麦克斯韦的妖精能破坏热力学第二定律吗？ 自发过程总是从有序到无序演化 但是麦克斯韦的妖精可以使其向有序化发展，酶，就是生命中的麦克斯韦的妖精；而人类全体作为麦克斯韦的妖精，增加着社会的有序度。毕竟，“妖精”，用通俗的话说，是个生物，也是个信息系统，“妖精”就是对宇宙演化的一种抗争。  热力学第二定律的微观解释 热力学第一定律给出了各种形式的能量在相互转化过程中必须遵循的规律，但并未限定过程进行的方向。 凡符合热一律的过程---即符合能量守恒的过程是否都能实现呢？ 实验表明，自然界中一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的。 一、自然过程的方向性 热传导过程 ? 例如：气体的绝热自由膨胀过程。 这些典型例子说明自然界的实际过程是按一定的方向进行的，相反方向的过程不能自动发生，或者说，如果可以发生，则必然引起其它后果。 热力学第一定律无法对这类问题作出解释，需要一个独立于热力学第一定律的新的自然规律，即热力学第二定律来解释。 二、热力学第二定律 不可能从单一热源吸取热量，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。 功可以完全变热，但要把热完全变为功而不产生其它影响是不可能的。 1851年开尔文总结出热力学过程进行的限度。 1.开尔文表述 以热机为例，热机的循环除了热变功外，还必定