高二物理热力学二定律的微观解释省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

热力学第二定律微观解释1/10不可逆过程统计性质（以气体自由膨胀为例）

下面从统计观点探讨过程不可逆性微观意义，并由此深入认识第二定律本质。

热力学第二定律微观意义：一切自然过程总是沿着无序性增大方向进行。在热力学中，序：区分度。

对于一个热力学系统，假如处于非平衡态，我们认为它处于有序状态，假如处于平衡态，我们认为它处于无序状态。首先了解有序和无序概念。

一个被隔板分为A、B相等两部分容器，装有4个涂以不一样颜色分子。3.热力学第二定律统计意义热力学第二定律微观意义2/10分布（宏观态）详细分布（微观态）14641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。隔板被抽出后，4分子在容器中可能分布情形以下列图所表示：3/10

微观态共有24=16种可能方式，而且4个分子全部退回到A部可能性即几率为1/24=1/16。

普通来说，若有N个分子，则共2N种可能方式，而N个分子全部退回到A部几率1/2N.对于真实理想气体系统N1023/mol，这些分子全部退回到A部几率为。此数值极小，意味着此事件永远不会发生。从任何实际操作意义上说，不可能发生这类事件。

对单个分子或少许分子来说，它们扩散到B部过程标准上是可逆。

对大量分子组成宏观系统来说，它们向B部自由膨胀宏观过程实际上是不可逆。这就是宏观过程不可逆性在微观上统计解释。4/10第二定律统计表述（依然看前例）4个分子在容器中分布对应5种宏观态。分布（宏观态）详细分布（微观态）

左边一列各种分布仅指出A、B两边各有几个分子，代表是系统可能宏观态。中间各列是详细分布，详细指明了这个或那个分子各处于A或B哪一边，代表是系统任意一个微观态。一个宏观态对应若干种微观态。在一定宏观条件下，各种可能宏观态中哪一个是实际所观察到？不一样宏观态对应微观态数不一样。均匀分布对应微观态数最多。全部退回A边仅对应一个微观态。5/10统计物理基本假定—等几率原理：对于孤立系，各种微观态出现可能性（或几率）是相等。各种宏观态不是等几率。那种宏观态包含微观态数多，这种宏观态出现可能性就大。定义热力学几率：与同一宏观态对应微观态数称为热力学几率。记为

。

在上例中，均匀分布这种宏观态，对应微观态最多，热力学几率最大，实际观察到可能性或几率最大。

所以，实际观察到总是均匀分布这种宏观态。即系统最终所到达平衡态。

对于1023个分子组成宏观系统来说，均匀分布这种宏观态热力学几率与各种可能宏观态热力学几率总和相比，此比值几乎或实际上为100%。6/10对整个宇宙不适用。如布朗运动。平衡态对应于一定宏观条件下

最大状态。热力学第二定律统计表述：孤立系统内部所发生过程总是从包含微观态数少宏观态向包含微观态数多宏观态过渡，从热力学几率小状态向热力学几率大状态过渡。自然过程总是向着使系统热力学几率增大方向进行。4.热力学第二定律适用范围注意：微观状态数最大平衡态状态是最混乱、最无序状态。一切自然过程总是沿着无序性增大方向进行。1）适合用于宏观过程对微观过程不适用，2）孤立系统有限范围。7/10可爱熵物理学中有个熵定律，也就是著名热力学第二定律。

“熵”名称是由德国物理学家道尔夫·克劳修斯于1868年造出来，它代表着宇宙中不能再被转化做功能量总和测定单位，即熵增加表示宇宙物质日益混乱和无序，是无效能量总和。熵本身既不是好事，也不是坏事；它意味着腐败和混乱，但它同时也意味着生命本身展开──不论是有机，还是无机生命。卡农、乔治·梅特勒大爆炸学说也认为，宇宙是以有序状态开始，不停地向无序状态发展，它与热力学第二定律是相符。热力学第一定律说明能量是守恒、不灭，只能从一个形式转变到另一个形式；热力学第二定律（熵定律）却表明：能量不可逆转地沿着一个方向转化，即从对人类来说是可利用变为不可利用状态。

8/10有效能量告罄时，是“热寂”──死寂热平衡状态。

有效物质耗尽时，是一片“物质混乱”──整个宇宙大混乱和大混沌。

古罗马诗人贺拉斯说：“时间磨灭了世界价值！”可谓一语道破了熵定律真谛。

物理学家们认为，熵定律是物质世界最终定律，人类参加每一项物质活动都受到热力学第一、第二定律严密制约；不过，他们

又认为熵定律只包括物质世界，只控制时空横向世界，人类精神世界并不受熵定律专制统治！

所以，生命现象是宇宙洪流中一股逆流！

人类精神无限发展，是不可抗拒熵增大长河中一条逆流之舟！

9/10；/防裂贴hoq148egk过客，这一次却要同新婚很快妻子奔赴到一个陌生地方——江苏海涛州绿溪镇江苏花开啤酒厂工作。即使花开啤酒厂他已于一月前往看过一次，并跟海涛州人事局和花开啤酒厂领导都谈过，对它有了一定了解，但这一次是跟妻子一道去且极有可能要长久地生活在那里，心情和之前全然不一样，好像美好生活已经在向自己频频招手！马启明心都飞到天空中去了，假如此刻能有一幅卡通漫画话，你会看见半空中一颗跳动心在高兴地舞蹈。在镇江下了火车以后，马启明小夫妇俩又马不停蹄地坐上开往海涛州汽车。公共汽车刚离开长途汽车站差不多十几分钟便停了下来，刘丽娟看着前面排成长队车辆，认为碰到了堵车，再加之长途奔走劳累，情绪有些低落。马启明抚慰妻子说：“汽车马上就要过轮渡了，就是轮船拉着汽车横渡长江，你没有见过吧？感受一下人民解放军横跨长江气度。”因为马启明上一次来过，他知道,刘丽娟不知道。她新奇地想：汽车也能上船？也能横渡长江？在北方不要说没见过，连听都没听说过。“汽车也能上船，真吗？真要过长江？”刘丽娟一下子兴奋起来。在渡口下了汽车，希罕地看着汽车驶上了轮渡。马启明站在微微晃动甲板上，听着汽笛声，凝望着轮渡行驶在波光粼粼长江之上，竟有种人在梦中感觉，面对浩瀚绵长江水他心胸突然豁然开朗，一缕缕清风吹拂着他面颊，满身自在、舒坦。马启明突然对未来陌生生活有了更多幢憬！刘丽娟呢！她紧紧地抓住马启明手，生怕船突然沉到微波滚滚长江里，而马启明会葬身长江。马启明和刘丽娟是黄昏时候才赶到海涛州，转弯绕行距离离花开啤酒厂还有十多里，此时已经没有开往他们目标地---绿溪镇班车了，他们只好在海涛州住了下来。晚上睡觉，刘丽娟好像还在火车上奔走“哐当---哐当---哐当---”，辗转难眠。而马启明因为旅途劳累、已经是疲惫不堪，倒在床上便酣然入睡，而把妻子调动手续紧紧地搂在怀里才放心踏实，这可是用金银珠宝都换不来超级宝贝。第二天，马启明与刘丽娟起了个大早，吃完早饭便坐上汽车，汽车摇摇摆晃地驶出了车站。路面情况较差，坑洼不平，处处是碎石，路两面零碎地立着一些平房，多是些小卖部和小饭店，门脸矮矮小小，似乎很有了些年代，门口竖着大大、用纸板做招牌“停车吃饭”