3.4熱力學(xué)第二定律課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

一滴紅色顏料滴進(jìn)一杯清水中擴(kuò)散，整杯水將均勻地變紅。從系統(tǒng)的角度來(lái)看，擴(kuò)散之前是一種狀態(tài)，擴(kuò)散后是另一種狀態(tài)。那么，水中擴(kuò)散后的顏料能否自發(fā)地重新聚集在一起，而其余部分又變成清水？想一想：大家是否發(fā)現(xiàn)一些事件的發(fā)展過(guò)程具有方向性、不可逆性覆水難收水往低處流

能量守恒定律告訴我們，在自然界發(fā)生的一切過(guò)程中能量都是守恒的，一個(gè)導(dǎo)致能量創(chuàng)生或能量消失的過(guò)程是不可能出現(xiàn)的。符合能量守恒定律的宏觀過(guò)程都能自發(fā)地進(jìn)行嗎？物體間的熱傳遞有特定的方向性：

只能自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到物體的低溫部分。氣體的膨脹有特定的方向性：只能自發(fā)地向低壓空間膨脹。擴(kuò)散有特定的方向性：只能自發(fā)地由密度大的區(qū)域向密度小的區(qū)域擴(kuò)散。物理選擇性必修3第三章

熱力學(xué)定律

第四節(jié)熱力學(xué)第二定律學(xué)習(xí)目標(biāo)（看完舉手示意）1．了解和歸納熱力學(xué)第二定律的過(guò)程和方法。2．能用熱力學(xué)第二定律解釋常見(jiàn)的不可逆過(guò)程，即自然界中的能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移以及方向性問(wèn)題。3.了解能量與能源的區(qū)別以及能量的有限性。學(xué)生自學(xué)閱讀課本P59-62內(nèi)容找到書(shū)中的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)、疑難點(diǎn)。完成舉手示意閱讀過(guò)程中標(biāo)注出書(shū)中的關(guān)鍵字、詞、句、段。一讀、二劃、三找、四梳理、五結(jié)論自學(xué)指導(dǎo)1（限時(shí)2分鐘）1.閱讀課本59-61頁(yè)熱力學(xué)第二定律定律部分①熱力學(xué)第二定律定律的物理意義②熱力學(xué)第二定律定律的克勞修斯表述是什么？③解決思考與討論中的問(wèn)題④熱力學(xué)第二定律定律的開(kāi)爾文表述是什么？⑤熱機(jī)的工作原理是什么？⑥兩種表述的聯(lián)系？①熱力學(xué)第二定律定律的物理意義精講點(diǎn)撥一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的。在物理學(xué)中，反映宏觀自然過(guò)程的方向性的定律就是熱力學(xué)第二定律。②熱力學(xué)第二定律定律的克勞修斯表述是什么？精講點(diǎn)撥熱力學(xué)第二定律克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。物體間傳熱過(guò)程的方向性兩個(gè)溫度不同的物體接觸時(shí)，熱量會(huì)自發(fā)從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體。但反過(guò)來(lái)，你讓熱量自發(fā)，從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，那是不可能的，這就是方向性。自發(fā)性：不需要第三者介入、也不會(huì)對(duì)任何第三者產(chǎn)生影響。當(dāng)兩個(gè)溫度不同的物體接觸時(shí)，熱量就能自發(fā)從一個(gè)物體傳向另一個(gè)物體。這個(gè)過(guò)程中，不需要外界的幫助，也不改變外界環(huán)境。但如果有外界做功的幫助，或者外界環(huán)境發(fā)生變化，那這樣的轉(zhuǎn)移是可以反過(guò)來(lái)的。比如水往低處流，但也是可以有條件的向高處流的。1850年，德國(guó)物理學(xué)家克勞修斯(R.Clausius，1822-1888)將熱力學(xué)第二定律表述為：高溫?zé)釒?kù)T1低溫?zé)釒?kù)T2Q1Q2做功制冷機(jī)W1、熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體.（即：不可能制造這樣一臺(tái)機(jī)器，在一個(gè)循環(huán)動(dòng)作后，只是將熱量從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化）Q1：向高溫?zé)釒?kù)放出的熱量W：外界所做的功Q2：從低溫?zé)釒?kù)吸收的熱量2、制冷機(jī)工作原理Q1=Q2+W熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述克勞修斯表述的說(shuō)明：熱力學(xué)第二定律是用否定語(yǔ)句表述的（絕大多數(shù)物理定律都是用肯定語(yǔ)句表述的），它告訴我們什么樣的過(guò)程不可能發(fā)生。⑴這里闡述的是熱傳遞的方向性。⑵“自發(fā)”二字的意義：

當(dāng)兩個(gè)物體接觸時(shí)，不需要任何第三者的介入、不會(huì)對(duì)任何第三者產(chǎn)生任何影響，熱量就能從一個(gè)物體傳向另一個(gè)物體。⑶克勞修斯表述也相當(dāng)于：如果一臺(tái)制冷機(jī)，制冷系數(shù)為：，W為外界對(duì)機(jī)器做的功，Q2為從低溫物體吸收的熱量。

不可能造成這樣一臺(tái)制冷機(jī)器，W→0，ε→∝，該機(jī)器在一個(gè)循環(huán)動(dòng)作完成后，外界沒(méi)有變化，唯一的結(jié)果是把Q2從低溫物體傳送到高溫物體。當(dāng)兩個(gè)溫度不同的物體接觸時(shí)，這個(gè)“自發(fā)”的方向是從高溫物體指向低溫物體的。(3)如果設(shè)想克勞修斯表述不成立，即在無(wú)任何外界做功的情況下，熱量就能從低溫?zé)嵩磦飨蚋邷責(zé)嵩?按此設(shè)想就可制成一種無(wú)功致冷機(jī)，如圖所示，它無(wú)需消耗功就能致冷?？藙谛匏贡硎龇穸诉@種可能性.3、理解：(2)要實(shí)現(xiàn)相反方向的過(guò)程，必須借助外界的幫助，因而產(chǎn)生其它影響或引起其它變化。如果允許“其它變化”，例如利用致冷機(jī)做功，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體上，而致冷機(jī)做功就屬于“其它變化”。如：夏天空調(diào)壓縮機(jī)工作時(shí)，可將室內(nèi)低溫空氣的熱量傳到室外高溫的空氣中去。(1)克勞修斯表述闡述的是傳熱的方向性——兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí),熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體。強(qiáng)調(diào)了“在不引起其它的變化的條件下，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體.”③解決思考與討論中的問(wèn)題精講點(diǎn)撥低溫物體（冰箱內(nèi)的食品），熱量傳到了高溫物體（冰箱外的空氣）。但是這個(gè)過(guò)程并不是自發(fā)進(jìn)行的，而是依賴(lài)外界做功，消耗了電能。如果不供電，冰箱的壓縮機(jī)會(huì)停止工作，自發(fā)的過(guò)程則是熱量從冰箱外的高溫空氣傳向冰箱內(nèi)的低溫食品。這個(gè)過(guò)程才是自發(fā)進(jìn)行的。電冰箱通電后箱內(nèi)溫度低于箱外溫度，并且還會(huì)繼續(xù)降溫，直至達(dá)到設(shè)定的溫度。顯然這是熱量從低溫物體傳遞到了高溫物體。這一現(xiàn)象是否違背熱力學(xué)第二定律呢？

電冰箱工作時(shí)熱量的確從低溫物體——冰箱內(nèi)的食品，傳到了高溫物體——冰箱外的空氣。但是這不是自發(fā)的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程必須有第三者的介入，即壓縮機(jī)消耗電能，對(duì)制冷系統(tǒng)做了功

一旦切斷電源，冰箱的壓縮機(jī)就停止工作，電冰箱就不能把其內(nèi)部的熱量傳給外界的空氣了。自發(fā)的過(guò)程是熱量從冰箱外的高溫空氣傳向冰箱內(nèi)的低溫食品，使其溫度逐漸升高。

思考與討論低溫冰箱內(nèi)的食品高溫冰箱外的空氣自發(fā)外界做功向壓縮機(jī)供電停止供電④熱力學(xué)第二定律定律的開(kāi)爾文表述是什么？精講點(diǎn)撥熱力學(xué)第二定律開(kāi)爾文表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。熱機(jī)的效率無(wú)法達(dá)到100%也就是無(wú)論任何裝置，只要是吸收內(nèi)能，然后轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，或者其他可以做功的能量，都一定需要兩個(gè)熱庫(kù)，而且效率無(wú)法達(dá)到100%。機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功以轉(zhuǎn)換成機(jī)械能（要是全部用來(lái)做功，會(huì)有影響）。例如，兩個(gè)相互接觸并做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體，由于摩擦而靜止下來(lái)，它們?cè)谶@個(gè)過(guò)程中消耗的機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；但相反的過(guò)程不可能自發(fā)進(jìn)行而不產(chǎn)生其他影響。1851，英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文將熱力學(xué)第二定律表述為：1、熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。（即：不可能制造這樣一臺(tái)機(jī)器，在一個(gè)循環(huán)動(dòng)作后，只是從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，而不引起其他變化?、熱機(jī)工作原理高溫?zé)釒?kù)T1低溫?zé)釒?kù)T2Q1Q2對(duì)外做功熱機(jī)WQ1：從高溫?zé)釒?kù)吸收的熱量W：對(duì)外界所做的功Q2：向低溫?zé)釒?kù)散發(fā)的熱量Q1=Q2+W熱機(jī)的效率小于100%，就不可能把從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為機(jī)械能，總有一部分熱量散發(fā)到冷凝器或大氣中。熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述⑴這里闡述的是機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性。⑵“不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量”的意義：不僅要從一個(gè)熱庫(kù)吸熱，而且一定會(huì)向另一個(gè)熱庫(kù)放熱。機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功以轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。

如果一臺(tái)熱機(jī)，效率為：，熱機(jī)從熱源吸取的熱量Q1全部變成功W，即Q2＝0，該機(jī)器唯一的結(jié)果就是從單一熱源吸取熱量全部變成功而不產(chǎn)生其它影響。此時(shí)熱機(jī)的效率η＝1(100%)，

η＝1的熱機(jī)稱(chēng)為第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)。⑶克勞修斯表述也可以改為：第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能制造成功的。開(kāi)爾文表述的說(shuō)明：（1）開(kāi)爾文表述揭示機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化方向性——機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能無(wú)法全部用來(lái)做功以轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。3、理解：（2）“不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量”指：不僅要從一個(gè)熱庫(kù)吸熱，而且一定會(huì)向另一個(gè)熱庫(kù)放熱。單獨(dú)提供熱不足以給出推動(dòng)力，還必須要冷。沒(méi)有冷，熱將是無(wú)用的。（3）“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周?chē)h(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響.如吸熱、放熱、做功等。（4）自然界的一切自發(fā)過(guò)程都不可逆。

在整個(gè)自然界中，無(wú)論是他有生命的還是無(wú)生命的，所有的宏觀自發(fā)過(guò)程都具有單向性，都有一定的方向性，都是一種不可逆過(guò)程。如河水向下流，重物向下落，山岳被侵蝕，人的一生從嬰兒到老年到死亡等。⑤熱機(jī)的工作原理是什么？精講點(diǎn)撥燃料的化學(xué)能→工作物質(zhì)的內(nèi)能→機(jī)械能。但是燃料燃燒產(chǎn)生的熱量可能會(huì)因?yàn)槁舛鴵p失一些，還有機(jī)體溫度升高，會(huì)因?yàn)樯釗p失一些。此外，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時(shí)，克服機(jī)械摩擦還會(huì)造成損失。所以最后輸出的機(jī)械功W肯定小于燃料產(chǎn)生的熱量Q。W<Q熱機(jī)的工作過(guò)程⑴從能量轉(zhuǎn)化的角度看，熱機(jī)的工作分為兩個(gè)階段：①燃燒燃料工作物質(zhì)把自己的內(nèi)能變成機(jī)械能燃料中的化學(xué)能變成工作物質(zhì)的內(nèi)能②對(duì)外做功⑵從能流分配的角度看：W<Q柴油機(jī)汽缸燃料的化學(xué)能工作物質(zhì)的內(nèi)能機(jī)械能對(duì)外做功燃燒燃料產(chǎn)生的熱量Q輸出機(jī)械功W漏氣熱損散熱熱損摩擦熱損W<Q思考：假設(shè)能避免這些損失，熱機(jī)燃料產(chǎn)生的熱量Q=W？高溫?zé)釒?kù)低溫?zé)釒?kù)QW燃料在燃燒（高溫物體）冷凝器或大氣（低溫物體）自發(fā)

熱機(jī)在工作過(guò)程中必然排出部分熱量，熱機(jī)用于做功的熱量一定小于它從高溫?zé)釒?kù)吸收的熱量，即W<Q思考與討論在水平地面上滾動(dòng)的足球，摩擦力做負(fù)功，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，最終停了下來(lái)，同時(shí)產(chǎn)生的熱量散失在周?chē)沫h(huán)境中。會(huì)不會(huì)有這樣的現(xiàn)象∶靜止在水平地面上的足球和地面、周?chē)目諝庾园l(fā)地降低溫度釋放內(nèi)能，并將釋放出的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為足球的動(dòng)能，讓足球又滾動(dòng)起來(lái)機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的具有方向性⑥兩種表述的聯(lián)系？精講點(diǎn)撥可以證明，熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開(kāi)爾文表述是等價(jià)的?？梢詮囊环N表述導(dǎo)出另一種表述，兩種表述都稱(chēng)為熱力學(xué)第二定律。這兩種描述分別是前面說(shuō)的物體間的傳熱，以及有摩擦的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，它們都有方向，同樣的物體的擴(kuò)散，氣體的膨脹的不可逆都可以說(shuō)是熱力學(xué)第二定律的表述?？傊?，不管如何表述，熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)在于揭示了：一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都是不可逆的。4、熱力學(xué)第二定律的兩種表述之間的關(guān)系1、熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體.熱力學(xué)第二定律1、按熱傳遞的方向性來(lái)表述2、是按機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向來(lái)表述.兩種表述的實(shí)質(zhì)2、不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響.①兩種表述是等價(jià)的可以從一種表述導(dǎo)出另一種表述，兩種表述都稱(chēng)為熱力學(xué)第二定律。

②對(duì)任何一類(lèi)宏觀過(guò)程進(jìn)行方向的說(shuō)明，都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述。例如：氣體向真空的自由膨脹是不可逆的。6、熱力學(xué)第二定律得其他描述：（1）一切宏觀自然過(guò)程的進(jìn)行都具有方向性。（2）氣體向真空的自由膨脹是不可逆的。1）適用于宏觀過(guò)程對(duì)微觀過(guò)程不適用，如布朗運(yùn)動(dòng)。2）孤立系統(tǒng)有限范圍,對(duì)整個(gè)宇宙不適用。7、熱力學(xué)第二定律的適用范圍8、與熱力學(xué)第一定律的關(guān)系熱力學(xué)第一定律是和熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過(guò)程中能量守恒的特殊表達(dá)形式，說(shuō)明功及熱量與內(nèi)能改變的定量關(guān)系，而第二定律指出了能量轉(zhuǎn)化與守恒能否實(shí)現(xiàn)的條件和過(guò)程進(jìn)行的方向，指出了一切變化過(guò)程的自然發(fā)展方向不可逆，除非靠外界影響.所以二者相互獨(dú)立，又相互拓展資料.5、熱力學(xué)第二定律的意義提示了有大量分子參與的宏觀過(guò)程的方向性，是獨(dú)立于熱力學(xué)第一定律的一個(gè)重要自然規(guī)律。

不管如何表述，熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)在于揭示了：一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都是不可逆的。熱力學(xué)第二定律與第一定律的比較

熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第二定律區(qū)別聯(lián)系能量守恒定律在熱力學(xué)中的表現(xiàn)，否定了創(chuàng)造能量和消滅能量的可能性，從而否定了第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)。是關(guān)于在有限空間和時(shí)間內(nèi)，一切和熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程具有不可逆性的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，從而否定了第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)。兩定律都是熱力學(xué)基本定律，分別從不同角度揭示了與熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過(guò)程所遵循的規(guī)律，二者相互獨(dú)立，又相互拓展資料，都是熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)。熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述和克勞修斯表述是等價(jià)的Q1──熱機(jī)從T1吸熱A──熱機(jī)輸出功Q2──熱機(jī)從T2吸熱Q1+Q2──致冷機(jī)向T1放熱證明：用反正法（假設(shè)開(kāi)爾文表述不成立）假設(shè)：熱機(jī)從高溫?zé)嵩碩1吸收熱量Q1，全部變成有用功A而不產(chǎn)生其它影響。用這部熱機(jī)做的功A去驅(qū)動(dòng)另一部制冷機(jī)，它從低溫?zé)嵩碩2吸收熱量Q2，在高溫?zé)嵩捶懦鯝+Q2＝Q1+Q2，于是兩部機(jī)器合起來(lái)，總的效果等于一部機(jī)器，它從低溫?zé)嵩碩2吸收熱量Q2，在高溫?zé)嵩捶懦鯭2，此外沒(méi)有其它變化，這是違反克勞修斯表述。等效熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開(kāi)爾文表述是等價(jià)的證明：用反正法（克勞修斯表述不成立）假設(shè)：熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，因而可以設(shè)計(jì)一卡諾熱機(jī)，工作于這兩個(gè)熱源之間，從高溫?zé)嵩碩1吸收熱量Q1，向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2，同時(shí)對(duì)外做功A；我們使Q2自動(dòng)傳到高溫?zé)嵩?。?jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)后，總的效果是從高溫?zé)嵩碩1吸取熱量Q1－｜Q2｜，低溫?zé)嵩礌顟B(tài)不變。這相當(dāng)于是從單一熱源吸取熱量對(duì)外做功的機(jī)器，因而違了開(kāi)爾文表述。等效T2──低溫?zé)嵩碤2──熱量通過(guò)假想裝置自動(dòng)地從T2傳向T1Q1──卡諾熱機(jī)從T1吸熱A──卡諾熱機(jī)對(duì)外作功自學(xué)指導(dǎo)2（限時(shí)2分鐘）2.閱讀課本61-62頁(yè)能源是有限的部分①能源的概念以及能源的利用時(shí)期？能量的耗散：能量被其他物質(zhì)吸收之后變成周?chē)h(huán)境的內(nèi)能，我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用。機(jī)械能、光能、化學(xué)能、電能等，我們很容易利用稱(chēng)為高品質(zhì)能量。內(nèi)能是低品質(zhì)能量，利用比較困難，且能量都是自發(fā)的向低品質(zhì)方向進(jìn)行的。能源：其實(shí)是指具有高品質(zhì)的容易利用的儲(chǔ)能物質(zhì)

自然界的一切變化，人類(lèi)社會(huì)的所有活動(dòng)，都伴隨著能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，能量是一切物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的源泉，是一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。柴薪時(shí)期煤炭時(shí)期石油時(shí)期

能量被其他物質(zhì)吸收之后變成周?chē)h(huán)境的內(nèi)能，我們無(wú)法把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用。這種現(xiàn)象叫做能量的耗散?；瘜W(xué)能→電能電能→內(nèi)能和光能能量在數(shù)量上雖然守恒，但其轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化卻具有方向性。→耗散在環(huán)境中高品質(zhì)：機(jī)械能、光能、化學(xué)能、電能低品質(zhì)：內(nèi)能轉(zhuǎn)化方向不可逆能源：其實(shí)是指具有高品質(zhì)的容易利用的儲(chǔ)能物質(zhì)例如石油、天然氣、煤等。所以要節(jié)約資源能量在數(shù)量上雖然守恒，但其轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化卻具有方向性。

每天我們使用的能源最后都轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，能源消耗使得周?chē)h(huán)境升溫。分散在環(huán)境中的內(nèi)能不管數(shù)量多么巨大，它也只不過(guò)能使地球、大氣稍稍變暖一點(diǎn)，卻再也不能自動(dòng)聚集起來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)器做功了。這樣的轉(zhuǎn)化過(guò)程叫作“能量耗散”。1、能量耗散2、品質(zhì)降低

機(jī)械能、光能、化學(xué)能、電能相對(duì)于周?chē)h(huán)境中的內(nèi)能來(lái)說(shuō)，可利用的品質(zhì)要高。能量在利用過(guò)程中，總是由高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的能量。雖然能量總量不會(huì)減少，但能源會(huì)逐步減少，因此能源是有限的資源。能源的使用過(guò)程中雖然能的總量保持守恒，但能量的品質(zhì)下降了。能量在數(shù)量上雖然守恒，但其轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化卻具有方向性。

每天我們使用的能源最后都轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，能源消耗使得周?chē)h(huán)境升溫。分散在環(huán)境中的內(nèi)能不管數(shù)量多么巨大，它也只不過(guò)能使地球、大氣稍稍變暖一點(diǎn)，卻再也不能自動(dòng)聚集起來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)器做功了。這樣的轉(zhuǎn)化過(guò)程叫作“能量耗散”。1、能量耗散2、品質(zhì)降低

機(jī)械能、光能、化學(xué)能、電能相對(duì)于周?chē)h(huán)境中的內(nèi)能來(lái)說(shuō)，可利用的品質(zhì)要高。能量在利用過(guò)程中，總是由高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的能量。雖然能量總量不會(huì)減少，但能源會(huì)逐步減少，因此能源是有限的資源。能源的使用過(guò)程中雖然能的總量保持守恒，但能量的品質(zhì)下降了。

這16種分布中的每一種是一種微觀態(tài)。在自由膨脹前，只有一個(gè)微觀態(tài)，即4個(gè)分子都在A中。自由膨脹后，16個(gè)微觀態(tài)都可能實(shí)現(xiàn)。自由膨脹前的宏觀態(tài)只包含第一個(gè)微觀態(tài)，自由膨脹后的宏觀