高中物理（人教版选修3-3）第十章同步教学课件:10.5 热力学第二定律的微观解释 （共15张PPT）

第5节 热力学第二定律的微观解释 热力学第二定律指出，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。在一定条件下，系统有从非平衡态过渡到平衡态的自然倾向，这种倾向总是单向不可逆的。从微观上看，过程的不可逆性与系统的大量分子的无规则运动是分不开的。今以气体向真空的自由膨胀为例，用微观的统计平均方法 ，从本质上说明热力学第二定律的统计意义。 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。 有序和无序 宏观态和微观态 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. 气体 真空 以气体自由膨胀不可逆性来说明 容器左右等体积，左部有气体，右部为真空。抽去隔板气体自由膨胀。 系统宏观态-----用分子左、右两部分的分配数目表示 系统微观态-----用分子处在某一部分的具体情况表示。 假定容器中有4个分子的情况，分子是可识别的——微观态： 3、序和微观态间关系 1 4 6 4 1 分布 （宏观态） 详细分布 （微观态） 抽出隔板后，4个分子在容器中可能的分布如图所示： 0 1 2 3 4 5 6 4个粒子分布 左4 右0 左3 右1 左2 右2 左1 右3 左0 右4 假设所有的微观状态其出现的可能性是相同的。 4粒子情况，总状态数16， 左4右0 和 左0右4，几率各为1/16； 左3右1和 左1右3 ，几率各为1/4； 左2右2， 几率为3/8。 容器中有6个分子， 在容器中的位置可能分布 N=1023 ， 微观状态数目用  表示， 则 Ω N/2 N n（左侧粒子数） n 在一定的宏观条件下，各种可能的 宏观态中哪