2022年人教版選修《熱力學(xué)第二定律的微觀解釋》教案

1、名師精編 優(yōu)秀教案熱力學(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。【教學(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(duì)比 1 。名師精編 優(yōu)秀教案對(duì)比 2 4. 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(duì)應(yīng)的微觀態(tài)的多少表現(xiàn)為宏觀態(tài)無序程度的

2、大小。如果一個(gè)“ 宏觀態(tài)” 對(duì)應(yīng)的“ 微觀態(tài)” 比較 是比較?！緦?shí)例探究 】，就說這個(gè)“ 宏觀態(tài)”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(dòng)。分析擋板撤去后，4 個(gè)分子在容器中可能的分布情形。A B C D 名師精編 優(yōu)秀教案每一種情形出現(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：，k 的量度。3. 熵是4. 熵增加原理：【鞏固練習(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

3、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(dòng)：活動(dòng)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(shí)，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(dòng)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(zhǎng)發(fā)育，總是使自身變得更加有序，即熵是不斷減少的。名師精編 優(yōu)秀

4、教案因?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，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?。磺嗌倌昶?，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(shí)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

5、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(huì)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(guó)的皇帝一旦國(guó)內(nèi)發(fā)生政治危機(jī)，其首選政策不是政治改革， 而是對(duì)外發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng) . 雖然對(duì)于全人類而言是災(zāi)難，但是對(duì)于羅馬帝國(guó)這個(gè)系統(tǒng)而言往往能 化解危機(jī)，因?yàn)橐坏?zhàn)爭(zhēng)勝利，領(lǐng)土、財(cái)富、奴隸、貿(mào)易就會(huì)滾滾而來，這些都 是帝國(guó)的負(fù)熵，是保持帝國(guó)生命力所必須的。名師精編 優(yōu)秀教案縱觀中國(guó)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(duì)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(guó)家的能力極大弱化。社會(huì)：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(guó)，幾乎沒有與