第5课 热力学第二定律的微观解释（备课堂）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（人教版选修3-3）

第5课 热力学第二定律的微观解释 备课堂 教学目标： （一）知识与技能 1.了解有序和无序是相对的. 2.知道宏观态和微观态及其数目和无序程度的关系. 3.理解热力学第二定律的概念及其微观解释. 4.理解熵的概念和熵增加原理. （二）过程与方法 １.学会通过现象总结规律的科学方法 2.知道熵的概念，知道任何自然过程中一个孤立系统的总熵不会减少 （三）情感态度与价值观 培养分析、归纳、综合能力 重点： 1.理解热力学第二定律的概念及其微观解释. 2.理解熵的概念和熵增加原理. 难点： 1.理解热力学第二定律的概念及其微观解释. 2.理解熵的概念和熵增加原理. 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具：投影仪、投影片 讲法速递 （一）引入新课： 温故：热力学第二定律？ 板书：第4节 热力学第二定律的微观解释 （二）进行新课： 一、有序和无序 宏观态和微观态 1.有序和无序 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。 2.宏观态和微观态 宏观态：符合某种规定、规则的状态，叫做热力学系统的宏观态。 微观态：在宏观状态下，符合另外的规定、规则的状态叫做这个宏观态的微观态。 系统的宏观态所对应的微观态的多少表现为宏观态无序程度的大小。如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说这个“宏观态”是比较无序的，同时也决定了宏观过程的方向性——从有序到无序。 二、热力学第二定律的统计意义 1、热力学第二定律的微观意义 对于一个热力学系统，如果处于非平衡态，我们认为它处于有序的状态，如果处于平衡态，我们认为它处于无序的状态。 在热力学中，序：区分度。 热力学第二定律的微观意义：一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行。 下面从统计观点探讨过程的不可逆性微观意义，并由此深入认识第二定律的本质。 2、热力学第二定律的的本质： 不可逆过程的统计性质（以气体自由膨胀为例） 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。画出隔板被抽出后，4分子在容器中可能的分布情形。 分析： 微观态共有24=16种可能的方式