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视频标签：无序和熵,熵增加原理
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视频课题：人教版高中物理选修1-2第二章第五节有序、无序和熵《第三课时 熵增加原理》江西
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人教版高中物理选修1-2 第二章 能量的守恒与耗散
单元教材分析
本章以能量守恒定律为基础，研究了功和内能变化、热和内能变化之间的关系，总结出做功和热传递是改变系统内能的两种方式，两种方式对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式又存在着重要区别。在此基础上，进一步提出了热力学第一定律。能量守恒定律使我们认识到“第一类永动机”不可能制成，使我们认识到一切与热现象有关的客观自然过程都是不可逆的，热力学第二定律就是反映这种宏观自然过程的方向性的定律。热力学第二定律的两种表述是等价的，同时又使我们认识到“第二类永动机”也不可能制成。熵的概念使我们认识到热力学第二定律的微观本质，能量在数值上虽然守恒，但其转移和转化却具有方向性，因而我们要合理开发能源，要节约能源，减小能源利用过程中对环境的破坏，保护环境，树立可持续发展的观念，开发清洁、高效的新能源。
本章的特点是要求学生有较强的理论联系实际的能力，在学习过程中，不断提高理解能力、分析能力；会用热力学第一定律分析系统内能的变化，会用能量守恒观点解释有关的自然现象，了解熵是反映系统无序程度的物理量。
第五节 有序、无序和熵 第三课时：熵增加原理
教学目标：
（一）知识与技能
理解熵增加原理。 （二）过程与方法 通过交流讨论、知识类比方法分析来建立熵的概念，理解自然界自发过程的不可逆。
（三）情感、态度与价值观
物质之间的变化是万千的，它们既相互联系，又相互影响。通过交流获得对生命有机体的发展产生兴趣。 教学重点：
自然界宏观自发过程是有序向无序方向发展。 教学难点： 熵概念的建立。 教学方法：
观察、实验、阅读、讨论和讲解法 教学用具：
乐器，墨汁，白纸，，无色饮料瓶，彩色磁力片。 教学过程：
（一）琵琶演奏引入新课
讲述：动听的音乐离不开完美的演奏，更离不开精良的乐谱，乐谱是作曲家将音符按一定的规则排列组合起来的。这里传递的是音乐人的智慧
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［展示图片］
总结：规则使我们的生活变得有序而美好，可以启迪我们的智慧。今天我们就按照规则展开研究与学习。 （二）新课教学
1、宏观态与微观态、有序与无序 在纸面内摆放两红两绿磁力片
（1）随意摆放：很多个态 （2）按一条横线摆：6个态
（3）按左绿右红摆一条直线：1个态
小结：约束条件越多，可呈现的态个数越少
定义：宏观态：符合某种规则、规定的状态，叫热力学系统的宏观态。
微观态：在宏观态下，符合另外某种规则、规定的状态，叫做这个宏观态下的微观态。
有序：符合某种确定规则的 无序：反之
活动二：四个不同颜色的汤圆随机装入两个人的碗中，分析每个碗所得汤圆的可能性
学生活动，获得规律：
结论：在一个宏观态下，微观态的个数越多，则越无序。 2. 四个宏观过程的微观意义： ①一定质量的气体自由膨胀过程
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初：气体分子只集中于左气室，分布表现为“不均匀” 末：气体分子平均分布在整个气室，分布表现为“均匀” ②扩散现象
演示：墨水滴入无色水瓶中，学生观察扩散 思考：碳分子的分布有怎样的变化过程 不均匀→均匀 ③热传递现象
学生要分析这一过程中是什么量发生了变化有一定的困难，要从分子的碰撞角度引导学生获得
分子平均动能的分布 不均匀→均匀 ④做功生热现象
同样，由于受惯性思维的影响，学生可能还在往分布的方向找变化的量 提示性提问：什么量在这个过程中发生了变化？
机械能→内能 即高品质能量向较低品质能量方向发展。
师生一起寻找以上四个过程的共性特征。 a.均无法自发可逆 b.熵增加
3、熵增加原理
教师：引导学生阅读教材36页有关内容，思考并回答问题。 （1）什么是孤立系统？ （2）什么是熵？
学生：阅读教材后回答问题。
4.［师生活动］热力学第二定律三种表述的联系
5. 课后思考与应用。
阅读教材51页“科学漫步”中的生命和熵。思考有关的问题，体会做功与系统内能变化的关系。
（三）课堂总结
本节课我们从微观角度学习了宏观过程中的不可逆性，熵这个概念抽象又深刻，可以帮助我们更好地理解自然界的发展规律。
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