2013人教版選修（3-3）《熱力學(xué)第二定律的微觀解釋》word教案1

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1、《熱力學(xué)第二定律的微觀解釋》教案【教學(xué)目標(biāo)】1.了解有序和無序，宏觀態(tài)和微觀態(tài)的概念。2.了解熱力學(xué)第二定律的微觀意義。3.了解熵的概念，知道熵是反映系統(tǒng)無序程度的物理量。4.知道隨著條件的變化，熵是變化的?！窘虒W(xué)過程】一、復(fù)習(xí)回顧熱力學(xué)第二定律：宏觀的自然過程都具有方向性。實(shí)例：為什么宏觀自然過程都具有方向性？二、講授新課（一）.有序和無序1.有序：。2.無序：。3.無序意味著各處都。對比1對比24.有序和無序是。（二）.宏觀態(tài)和微觀態(tài)1.宏觀態(tài)：。2.微觀態(tài)：。3.系統(tǒng)的宏觀態(tài)所對應(yīng)的微觀態(tài)的多少表現(xiàn)為宏觀態(tài)無序程度的大小。如果一個(gè)“宏觀態(tài)”對應(yīng)的“微觀態(tài)”比較，就

2、說這個(gè)“宏觀態(tài)”是比較?！緦?shí)例探究】一箱子被擋板分成左右兩室，4個(gè)氣體分子都在左室，撤去擋板后氣體將在整個(gè)容器內(nèi)無規(guī)則運(yùn)動。分析擋板撤去后，4個(gè)分子在容器中可能的分布情形。DACB每一種情形出現(xiàn)的概率各是多少？【得出結(jié)論】（三）．熱力學(xué)第二定律的微觀意義：。（四）.熵1．公式：。2．公式中每個(gè)物理量的物理意義：Ω，k。3.熵是的量度。4.熵增加原理：?！眷柟叹毩?xí)】1.下列說法正確的是（）A．熵較大的宏觀狀態(tài)就是無序程度較大的宏觀狀態(tài)B．熵較大的宏觀狀態(tài)就是無序程度較小的宏觀狀態(tài)C．熵較大的宏觀狀態(tài)就是出現(xiàn)概率較大的宏觀狀態(tài)D．任何過程中，系統(tǒng)的熵一定是增加的2.關(guān)于熵增

3、加原理，下列說法正確的是（）A．熵增加原理適用于任何系統(tǒng)B．熵增加原理只適用于孤立系統(tǒng)C．熵增加原理適用于一切過程D．熵增加原理只適用于自然過程（五）．熵與生活事例1：紫金山拯救虎鳳蝶行動：活動本身使熵增加，但最終的目的是為了喚醒人們的環(huán)保意識，最終不扔，從更大的范圍減緩熵的增加。升華：以導(dǎo)致熵增加的活動達(dá)到減緩熵增加的目的，多美妙的辯證法！拓展：何謂武功！止戈為武。修武的最高境界是阻止武力行為。還是辯證法！事例2：生命，是一個(gè)奇跡。生命的進(jìn)化，嬰兒的生長發(fā)育，總是使自身變得更加有序，即熵是不斷減少的。因?yàn)樯w是一個(gè)開放系統(tǒng)，一方面，新陳代謝使有機(jī)物分解、生命體衰老，

4、物質(zhì)結(jié)構(gòu)從有序變?yōu)闊o序，熵增加；另一方面生命體從外界攝入食物、水，在體內(nèi)進(jìn)行各種生命物質(zhì)的合成，物質(zhì)結(jié)構(gòu)從無序變?yōu)橛行?，熵減小；青少年期，總體熵減小，老年期總體熵增加；如薛定諤所說，生命通過從外界攝取負(fù)熵為生。醫(yī)學(xué)：研究與臨床試驗(yàn)表明，老年人不斷學(xué)習(xí)新鮮事物可以有效減小老年癡呆癥的發(fā)生幾率，很多知識分子到八、九十歲依然能保持敏銳的洞察力和強(qiáng)大的思維力。信息論：信息是負(fù)熵，系統(tǒng)有效的獲取信息就能使自己的組織性更強(qiáng)，效率更高。信息量（bit）的計(jì)算公式與熵的定義式非常相似，它們的單位相同。在64個(gè)數(shù)中選中一個(gè)數(shù)所需的信息量（回答“是”、“否”的最少次數(shù)）為而一個(gè)數(shù)所包含的信

5、息量為熵的定義式為可見，信息是一種負(fù)熵。信息的掌握，是信息社會中成功的關(guān)鍵。政治、歷史：熵的減少使系統(tǒng)（團(tuán)隊(duì)）生命力旺盛，最開放的系統(tǒng)是最有活力的。古羅馬帝國的皇帝一旦國內(nèi)發(fā)生政治危機(jī)，其首選政策不是政治改革，而是對外發(fā)動戰(zhàn)爭.雖然對于全人類而言是災(zāi)難，但是對于羅馬帝國這個(gè)系統(tǒng)而言往往能化解危機(jī)，因?yàn)橐坏?zhàn)爭勝利，領(lǐng)土、財(cái)富、奴隸、貿(mào)易就會滾滾而來，這些都是帝國的負(fù)熵，是保持帝國生命力所必須的。縱觀中國歷史，漢唐興盛于開放，明清衰敗于封閉。封閉必然導(dǎo)致腐敗，因?yàn)榉忾]必然導(dǎo)致形成相對穩(wěn)固的利益集團(tuán)，任人唯親、物以類聚是這類腐敗集團(tuán)的最大特征，這樣才能維持集團(tuán)利益的最大化和

6、永恒化，同時(shí)也使集團(tuán)成為一個(gè)日益封閉的系統(tǒng)，集團(tuán)的活力不斷下降，管理和控制國家的能力極大弱化。社會：官員崗位輪換制度、公務(wù)員的考試錄取制度都是為了不斷注入新鮮血液已保持機(jī)體的生命力。文化：由于閉關(guān)鎖國，幾乎沒有與外界的文化、科技、思想的交流，社會生產(chǎn)力停滯不前，這樣的國家極易受到外來強(qiáng)權(quán)的沖擊和先進(jìn)文化的入侵。外來的強(qiáng)權(quán)早已被我們趕出去，外來文化的統(tǒng)治力卻相當(dāng)長的時(shí)間才能消除。