热力学第二定律微观解释精品文稿.ppt

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1、热力学第二定律微观解释第1页，本讲稿共44页一个一个“妖精妖精”，神通广大，能跟踪充满容器，神通广大，能跟踪充满容器的每个气体分子的运动。把这个容器用一道的每个气体分子的运动。把这个容器用一道隔板分为隔板分为A，B两部分，并在隔板上安装两部分，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以从容器的一部分经过阀门进入另一部分去。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论，一定的温度对应

2、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。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，让快的分子从妖精在适当的时候打开阀门，让快的分子从B 进入进入A，慢的分子从，慢的分子从A进入进入B，结果不须消耗能量，结果不须消耗能量，B 部分的温度就下降，部分的温度就下降，A部分的温度就上部分的温度就上升，热量可以自发地从低温物体流向高温物体。升，热量可以自发地从低温物体流向高温物体。第2页，本讲稿共44页一般的解释是：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

3、，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？第3页，本讲稿共44页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。第4页，本讲稿共44页热力学第二定律的微热力学第二定律的微观解释观解释第5页，本讲稿共44页 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热

4、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。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凡符合热一律的过程-即符合能量守恒的过程是否都能即符合能量守恒的过程是否都能实现呢？实现呢？实验表明，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自然界中一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的。向性的。一、自然过程的方向性一、自然过程的方向性热传导过程热传导过程 例如：例如：气体的绝热自由膨胀过程。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

5、不能自动发生，或者说，如果可以发行的，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。生，则必然引起其它后果。第6页，本讲稿共44页 热力学第一定律无法对这类问题作出解释，需要一个独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。解释。二、热力学第二定律二、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。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功可以完全变热，

6、但要把热完全变为功而不产生其它影响是不可能的。是不可能的。1851年开尔文总结出热力学过程进行的限度。年开尔文总结出热力学过程进行的限度。1.1.开尔文表述开尔文表述 以热机为例，热机的循环除了热变功外，还必定有一定的热以热机为例，热机的循环除了热变功外，还必定有一定的热量从高温热源传给低温热源，即产生了其它效果。量从高温热源传给低温热源，即产生了其它效果。第7页，本讲稿共44页热全部变为功的过程也是有的，如，理想气体等温膨胀。热全部变为功的过程也是有的，如，理想气体等温膨胀。但这时引起了其它的变化。但这时引起了其它的变化。开尔文表述否定了热机效率能达百分这百的可能性开尔文表述否定了热机效率能

7、达百分这百的可能性高温热源高温热源T1=0第二类永动机（单热机）不能第二类永动机（单热机）不能制成。制成。第二类第二类永动机永动机第8页，本讲稿共44页高温热源高温热源T1低温热源低温热源T2 与之相应的经验事实是，当两与之相应的经验事实是，当两个不同温度的物体相互接触时，个不同温度的物体相互接触时，热量将自动地由高温物体向低温热量将自动地由高温物体向低温物体传递，而不可能自发地由低物体传递，而不可能自发地由低温物体传到高温物体。温物体传到高温物体。如果借助制冷机，当然可以把热量如果借助制冷机，当然可以把热量由低温传递到高温，但要以外界作功为由低温传递到高温，但要以外界作功为代价，也就是引起了

8、其它变化。克氏表代价，也就是引起了其它变化。克氏表述指明热传导过程是有方向的。述指明热传导过程是有方向的。2、克劳修斯表述、克劳修斯表述 热量不能自动地从低温热源传到高温热源而不热量不能自动地从低温热源传到高温热源而不引起其它的变化。引起其它的变化。第9页，本讲稿共44页1.从开尔文表述入手从开尔文表述入手假定单热机是可以造假定单热机是可以造成的，则成的，则高温源高温源低温源低温源Q 高温热源高温热源T1低温热源低温热源T2高温热源高温热源T1低温热源低温热源T2 3、两种表述是统一的、两种表述是统一的2.从克劳修斯表述入手从克劳修斯表述入手 高温热源高温热源T1低温热源低温热源T2 高温热源

9、高温热源T1 假定热量能假定热量能自动地从低温源传自动地从低温源传到高温源，则单热到高温源，则单热机也能造成。机也能造成。热力学过程是有方向性的。热力学过程是有方向性的。第10页，本讲稿共44页2.2.可逆过程与不可逆过程可逆过程与不可逆过程 为了进一步研究热力学第二定律的含义和热力学过程方向性为了进一步研究热力学第二定律的含义和热力学过程方向性问题，引入问题，引入可逆过程可逆过程的概念。的概念。一个系统，由一个状态出发经过某一过程达到另一状态，一个系统，由一个状态出发经过某一过程达到另一状态，如果存在另一个过程，它能使系统和外界完全复原（即系统回如果存在另一个过程，它能使系统和外界完全复原（

10、即系统回到原来状态，同时消除了原过程对外界引起的一切影响）则原到原来状态，同时消除了原过程对外界引起的一切影响）则原来的过程称为来的过程称为可逆过程可逆过程；单摆运动：一个单摆，如果不受空气阻力及其它摩擦力，单摆运动：一个单摆，如果不受空气阻力及其它摩擦力，当它离开某一位置后，经过一个周期又回到原来的位置而当它离开某一位置后，经过一个周期又回到原来的位置而周围一切都无变化。周围一切都无变化。反之，如果物体不能回复到原来状态或当物体回复到原来反之，如果物体不能回复到原来状态或当物体回复到原来状态却无法消除原过程对外界的影响，则原来的过程称为状态却无法消除原过程对外界的影响，则原来的过程称为不不可

11、逆过程可逆过程。无摩擦和阻力的单摆运动是一个可逆过程。无摩擦和阻力的单摆运动是一个可逆过程。第11页，本讲稿共44页单纯的无机械能耗散的机械运动过程都是可逆过程。单纯的无机械能耗散的机械运动过程都是可逆过程。理想气体绝热自由膨胀是不可逆的。理想气体绝热自由膨胀是不可逆的。在在隔板被抽去的瞬间，气体聚集在左半部，隔板被抽去的瞬间，气体聚集在左半部，这是一种非平衡态，此后气体将自动膨胀这是一种非平衡态，此后气体将自动膨胀充满整个容器。最后达到平衡态。其反过充满整个容器。最后达到平衡态。其反过程由平衡态回到非平衡态的过程不可能自程由平衡态回到非平衡态的过程不可能自动发生。动发生。A 在热现象中，可逆

12、过程只有在在热现象中，可逆过程只有在准静态准静态和和无摩擦无摩擦的条件的条件下才有可能。下才有可能。无摩擦准静态过程是可逆的无摩擦准静态过程是可逆的。经验和事实表明，经验和事实表明，自然界中真实存在的过程都是按一定自然界中真实存在的过程都是按一定方向进行的，都是不可逆的。方向进行的，都是不可逆的。理想气体热传导过程是不可逆的。理想气体热传导过程是不可逆的。热量总是自动地由高温物热量总是自动地由高温物体传向低温物体，从而使两物体温度相同，达到热平衡。从体传向低温物体，从而使两物体温度相同，达到热平衡。从未发现其反过程，使两物体温差增大。未发现其反过程，使两物体温差增大。第12页，本讲稿共44页可

13、逆传热的条件是：系统和外界温差无限小，即等温热传可逆传热的条件是：系统和外界温差无限小，即等温热传导。导。气体的迅速膨胀过程是不可逆的。气体的迅速膨胀过程是不可逆的。但是当气体膨胀非常缓慢又没有其它摩擦时，它却是但是当气体膨胀非常缓慢又没有其它摩擦时，它却是可逆的。可逆的。结论：结论：1 1）一切自发过程都是不可逆过程。）一切自发过程都是不可逆过程。2 2）准静态过程（无限缓慢）准静态过程（无限缓慢）+无摩擦的过程是可逆过程。无摩擦的过程是可逆过程。3）一切实际过程都是不可逆过程。）一切实际过程都是不可逆过程。可逆过程是一种理想的极限，只能接近，绝不能真可逆过程是一种理想的极限，只能接近，绝不

14、能真正达到。因为，实际过程都是以有限的速度进行，且在正达到。因为，实际过程都是以有限的速度进行，且在其中包含摩擦，粘滞，电阻等耗散因素，必然是不可逆其中包含摩擦，粘滞，电阻等耗散因素，必然是不可逆的。的。第13页，本讲稿共44页可逆过程是理想化的过程。可逆过程是理想化的过程。强调：强调：不可逆过程不是不能逆向进行，而是说当过程逆不可逆过程不是不能逆向进行，而是说当过程逆向进行时，逆过程在外界留下的痕迹不能将原来正过程向进行时，逆过程在外界留下的痕迹不能将原来正过程的痕迹完全消除。的痕迹完全消除。热力学第二定律说明了自然界的实际过程是按一定的方热力学第二定律说明了自然界的实际过程是按一定的方向进

15、行的，是不可逆的，相反方向的过程不能自动发生，向进行的，是不可逆的，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。或者说，如果可以发生，则必然引起其它后果。开氏表述实质上在于说明功变热的过程是不可逆的。开氏表述实质上在于说明功变热的过程是不可逆的。热力学第二定律的实质在于指出：热力学第二定律的实质在于指出：一切与热现象有关的实际一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。宏观过程都是不可逆的。它所揭示的客观规律向人们指出了它所揭示的客观规律向人们指出了实际宏观过程进行的条件和方向。实际宏观过程进行的条件和方向。克氏表述实质上在于说明热传导过程是不可逆的。克氏表述实质上在

16、于说明热传导过程是不可逆的。第14页，本讲稿共44页1.1.有序和无序有序和无序有序：只要确定了某种规则，符合这个规则的就叫做有序。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：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。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。有序和无序是相对的。2.2.宏观态和微观态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。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

17、这个宏观微观态：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。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。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。如果一个如果一个“宏观态宏观态”对应的对应的“微观态微观态”比较多，就说这个比较多，就说这个“宏观态宏观态”是比较无序的，是比较无序的，同时也决定了宏观过程的方向性同时也决定了宏观过程的方向性从有序到无序。从有序到无序。3.3.热力学第二定律的统计意义热力学第二定律的统计意义第15页，本讲稿共44页分布分布（宏观态）（宏观态）详细分布详细分布（微观态）（微观态）14641不可逆过程的统

18、计性质不可逆过程的统计性质（以气体自由膨胀为例）（以气体自由膨胀为例）一个被隔板分为一个被隔板分为A A、B B相等两部分的容器，装有相等两部分的容器，装有4 4个涂以不同颜色分个涂以不同颜色分子，下图是分布情况。子，下图是分布情况。第16页，本讲稿共44页第二定律的统计表述第二定律的统计表述（依然看前例）（依然看前例）4 4个分子在容器中的分布对应个分子在容器中的分布对应5 5种宏观态。种宏观态。分布分布（宏观态）（宏观态）详细分布详细分布（微观态）（微观态）17各种分布的状态总数各种分布的状态总数 分布的可能状态数分布的可能状态数分布几率分布几率1/164/166/164/161/16第1

19、7页，本讲稿共44页 熵与热力学概率熵与热力学概率 玻耳兹曼关系式玻耳兹曼关系式 热力学热力学概概率（微观状态数）、率（微观状态数）、无序度、混乱度无序度、混乱度.分布几率分布几率1/164/166/164/161/16“熵熵”(用用S S表示表示)是德国物理学家克是德国物理学家克劳修斯在劳修斯在18501850年创造的一个术语，年创造的一个术语，他用熵来表示任何一种能量在空间他用熵来表示任何一种能量在空间分布的均匀程度。分布的均匀程度。玻耳兹曼证明了玻耳兹曼证明了熵熵S S与与微观态数目微观态数目（分布几率（分布几率）之间的关系，普朗克之间的关系，普朗克把它写成把它写成 热力学第二定律的热力

20、学第二定律的微观意义微观意义：一切自然过程总是沿着无序性增大的一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行。方向进行。第18页，本讲稿共44页 熵和系统内能一样都是一个状态函数，仅由系统的状态决定。从分子运动论熵和系统内能一样都是一个状态函数，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的观点来看，熵是分子热运动无序(混乱混乱)程度的定量量度。程度的定量量度。S=Kln 从从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：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，所以自发的宏从熵小的状态向熵大的

21、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。观过程总是向无序程度更大的方向发展。在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小熵增加原理熵增加原理熵与熵与熵增加原理熵增加原理第19页，本讲稿共44页对整个宇宙不适用。对整个宇宙不适用。平衡态平衡态:相应于一定宏观条件下相应于一定宏观条件下 最大的状态。最平均、最无最大的状态。最平均、最无序、最混乱。序、最混乱。热力学第二定律的统计表述热力学第二定律的统计表述：孤立系孤立系统内部所发生的过程总是从包含微观统内部所发生的过程总是从包含微观态数少的宏观态向包含微观态数多

22、的态数少的宏观态向包含微观态数多的宏观态过渡，从热力学几率小的状态宏观态过渡，从热力学几率小的状态向热力学几率大的状态过渡。向热力学几率大的状态过渡。自然过程总是向着使系自然过程总是向着使系统热力学几率增大的方统热力学几率增大的方向进行。向进行。4.4.热力学第二定律的适用范围热力学第二定律的适用范围一切自然过程总是沿着无一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行。序性增大的方向进行。1 1）适用于宏观过程）适用于宏观过程对微观过程不适用，对微观过程不适用，2 2）孤立系统有限范围）孤立系统有限范围。可逆过程：可逆过程：熵不变，实际熵不变，实际不存在，如等温过程，实不存在，如等温过程，实际不存在

23、际不存在不可逆过程：不可逆过程：熵增加熵增加第20页，本讲稿共44页第21页，本讲稿共44页第22页，本讲稿共44页第23页，本讲稿共44页24耗耗 散散 结结 构构 （1）宇宙真的正在走向死亡吗？宇宙真的正在走向死亡吗？实际宇宙万物，宇宙发展充满了无序实际宇宙万物，宇宙发展充满了无序到有序的发展变化到有序的发展变化.（2）生命过程的自组织现象生命过程的自组织现象 生物体的生长和物种进化是从无序到生物体的生长和物种进化是从无序到有序的发展有序的发展.第24页，本讲稿共44页25 （3）无生命世界的自组织现象无生命世界的自组织现象 云、雪花、太阳系、化学实验、热对云、雪花、太阳系、化学实验、热对

24、流、激光等流、激光等.（和外界有能量交换和物质交换的系（和外界有能量交换和物质交换的系统叫开放系统）统叫开放系统）（4）开放系统的熵变开放系统的熵变开放系统熵的变化开放系统熵的变化第25页，本讲稿共44页有效能量告罄时，是“热寂”死寂的热平衡状态。有效物质耗尽时，是一片“物质混乱”整个宇宙的大混乱和大混沌。物理学家们认为，熵定律是物质世界的最终定律，人类参与的每一项物质活动都受到热力学第一、第二定律的严密制约；但是，他们又认为熵定律只涉及物质世界，只控制时空的横向世界，人类的精神世界并不受熵定律的专制统治！所以，生命的现象是宇宙洪流中的一股逆流！人类精神的无限发展，是不可抗拒的熵增大长河中的一

25、条逆流之舟！第26页，本讲稿共44页1 1电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明了高的外界空气，这说明了A A热量能自发地从低温物体传给高温物体热量能自发地从低温物体传给高温物体B B在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体CC热量的传导过程不具有方向性热量的传导过程不具有方向性D D在自发地条件下热量的传导过程具有方向性在自发地条件下热量的传导过程具有方向性BD第27页，本讲稿共44页2.2.一个物体在粗糙的平面上滑动，最后停止。一个物体在粗糙的平面上滑动，最

26、后停止。系统的熵如何变化？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，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。系统的无序程度增加了，所以系统的熵增加。第28页，本讲稿共44页3.3.下面关于熵的说法错误的是下面关于熵的说法错误的是A A熵是物体内分子运动无序程度的量度熵是物体内分子运动无序程度的量度B B在孤立系统中，一个自发的过程总是向熵减少的方向进行在孤立系统中，一个自发的过程总

27、是向熵减少的方向进行CC热力学第二定律的微观实质是熵是增加的，因此热力学第二定律又叫熵热力学第二定律的微观实质是熵是增加的，因此热力学第二定律又叫熵增加原理增加原理D D熵值越大，代表系统分子运动越无序熵值越大，代表系统分子运动越无序 精与解精与解 热力学第二定律提示：一切自然过程总是沿着分子热运动无序性热力学第二定律提示：一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行的。例如，功转变为热是机械能或电能转变为内能的过程增大的方向进行的。例如，功转变为热是机械能或电能转变为内能的过程是大量分子的有序运动向无序运动转化，气缸内燃气推动活塞做功燃气分是大量分子的有序运动向无序运动转化，气缸内燃气

28、推动活塞做功燃气分子作有序运动，排出气缸后作越来越无序的运动。子作有序运动，排出气缸后作越来越无序的运动。物理学中用熵来描述系统大量分子运动的无序性程度。热力学第二定律物理学中用熵来描述系统大量分子运动的无序性程度。热力学第二定律用熵可表述为：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，也就用熵可表述为：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，也就是说，一个孤立系统的熵总是从熵小的状态向熵大的状态发展。反映了一是说，一个孤立系统的熵总是从熵小的状态向熵大的状态发展。反映了一个孤立系统的自然过程会沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。个孤立系统的自然过程会沿着分子热运动的无序性增大的方向

29、进行。B第29页，本讲稿共44页4.4.关于有序和无序下列说法正确的是（关于有序和无序下列说法正确的是（）A A有序和无序不是绝对的有序和无序不是绝对的 B B一个一个“宏观态宏观态”可能对应着许多的可能对应着许多的“微观态微观态”CC一个一个“宏观态宏观态”对应着唯一的对应着唯一的“微观态微观态”D D无序意味着各处一样、平均、没有差别无序意味着各处一样、平均、没有差别ABD5.5.根据热力学第二定律判断，下列说法正确的是（根据热力学第二定律判断，下列说法正确的是（）A A内能可以自发的转变成机械能内能可以自发的转变成机械能B B扩散的过程完全可逆的扩散的过程完全可逆的CC火力发电时，燃烧物

30、质的内能不可以全部转化为电火力发电时，燃烧物质的内能不可以全部转化为电能能D D热量不可能自发的从低温物体传递到高温物体热量不可能自发的从低温物体传递到高温物体CD第30页，本讲稿共44页6.6.倒一杯热水，然后加入适当的糖后，糖会全部溶于水中，但一段时倒一杯热水，然后加入适当的糖后，糖会全部溶于水中，但一段时间后又观察到杯底部有糖结晶，关于这个过程下列叙述正确的是（间后又观察到杯底部有糖结晶，关于这个过程下列叙述正确的是（）A A溶解过程是自发的，结晶过程也是自发的，因此热力学第二定律是错误溶解过程是自发的，结晶过程也是自发的，因此热力学第二定律是错误的的B B溶解过程是有序向无序转变的过程

31、溶解过程是有序向无序转变的过程CC结晶过程是有序向无序转变的过程结晶过程是有序向无序转变的过程D D结晶过程不是自发的，因为有外界的影响结晶过程不是自发的，因为有外界的影响BD7.7.下列说法正确的是下列说法正确的是 ()()A A如果大量分子的集合从如果大量分子的集合从A A分布进入分布进入B B分布的概率大于从分布的概率大于从B B分布进入分布进入A A分布，则分布，则B B分布更无序分布更无序B B如果大量分子的集合从如果大量分子的集合从A A分布进入分布进入B B分布的概率大于从分布的概率大于从B B分布进入分布进入A A分布，则分布，则A A分布更无序分布更无序CC大量分子的集合能自

32、发地从大量分子的集合能自发地从A A分布进入分布进入B B分布，则该过程是可逆的分布，则该过程是可逆的D D大量分子的集合能自发地从大量分子的集合能自发地从A A分布进入分布进入B B分布，则该过程是不可逆分布，则该过程是不可逆的的AD第31页，本讲稿共44页8.8.一个密闭的容器内有稀薄气体，在容器上开一个小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，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（下说法正确的是（）A A此时容器内气体处于一

33、个不平衡状态，是一个最无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序的状态 B B外界的影响破坏了容器内气体的平衡外界的影响破坏了容器内气体的平衡 CC上面事实说明热力学第二定律只适用于封闭系上面事实说明热力学第二定律只适用于封闭系统统D D对一个开放系统并不一定是最无序的分布对一个开放系统并不一定是最无序的分布 BCD第32页，本讲稿共44页9.9.下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A A热力学第二定律只在一定前提条件下才能成立热力学第二定律只在一定前提条件下才能成立B 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

34、增大的方向进行动的无序性增大的方向进行CC能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏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观过程具有方向性D D热力学第二定律揭示了有大量分子参与宏观过程的方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向性ABCD10.10.从微观角度看（从微观角度看（）A A热力学第二定律是一个统计规律热力学第二定律是一个统计规律B B一个孤立系统总是从熵大的状态向熵小的状态发展一个孤立系统总是从熵大的状态向熵小的状态发展CC一个宏观状态所对应的微观状态越多，越是无序，熵一个宏观状态所对应的微观状态越多，越是无序，熵值越大值越大D D出现概率越大

35、的宏观状态，熵值越大出现概率越大的宏观状态，熵值越大ACD 第33页，本讲稿共44页11.11.下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A A与热现象有关的自发的宏观过程是有方向与热现象有关的自发的宏观过程是有方向性的性的B B与热现象有关的自发的宏观过程是熵增加与热现象有关的自发的宏观过程是熵增加的过程的过程CC气体扩散现象向着无序性增加的方向进行气体扩散现象向着无序性增加的方向进行,是可逆过程是可逆过程D D机械能转化为内能的过程是系统的熵增加机械能转化为内能的过程是系统的熵增加的过程的过程ABD第34页，本讲稿共44页10.6能源和可持续发展第十章第十章热力学定律 第35页，本讲稿共44页

36、问题问题：根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中能量：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？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二、能源与人类社会发展第36页，本讲稿共44页看下列三则材料，你有什么想说的？看下列三则材料，你有什么想说的？3、国国际能源机构的能源机构的统计，地球

37、上的石油、天然气、煤地球上的石油、天然气、煤供人供人类开采的年限，分开采的年限，分别只有只有40年、年、50年和年和240年年。2、我国的能源结构、我国的能源结构1、我国和世界的能源消耗、我国和世界的能源消耗第37页，本讲稿共44页三、能源与环境三、能源与环境全球变暖、酸雨、大气污染。全球变暖、酸雨、大气污染。第38页，本讲稿共44页三、能源与环境三、能源与环境全球变暖、酸雨、大气污染。全球变暖、酸雨、大气污染。第39页，本讲稿共44页三、能源与环境三、能源与环境全球变暖、酸雨、大气污染。全球变暖、酸雨、大气污染。第40页，本讲稿共44页三、能源与环境三、能源与环境全球变暖、酸雨、大气污染。全球变暖、酸雨、大气污染。第41页，本讲稿共44页三、能源与环境三、能源与环境全球变暖、酸雨、大气污染。全球变暖、酸雨、大气污染。第42页，本讲稿共44页三、能源与环境三、能源与环境第43页，本讲稿共44页太阳能太阳能地热地热潮汐潮汐可燃冰可燃冰四、开发新能源四、开发新能源1、太阳能、太阳能2、生物质能、生物质能3、风能、风能4、水能与潮汐能、水能与潮汐能太阳灶太阳灶第44页，本讲稿共44页