《熵：一种新的世界》课件

熵一种新的世界观 【教学目的】jiaoxuemudi1.尝试解读文章内容以培养阅读的提要能力；2.学习举要日常事例来链接行文的说理路径。 呕心沥血：形容费尽心思。绞尽脑汁：费尽思虑。告罄qìnɡ：指财物用完或货物售完。【注音释义】zhuyinshiyi 1868年，德国伟大的物理学家鲁道尔夫·克劳修斯提出了一个十分重要而又让人费解的概念——熵。“熵”这个概念谈的是热力学的第二定律。曾有不少人对这个奇怪的概念不以为然，他们想制造出种种形式的永动机来证明“熵”这个概念的错误。100年的时间过去了，没有一个永动机能够永动。【阅读导言】yuedudaoyan 究报告，提出了“增长的极限”理论，指出人口和经济的增长，必然耗尽世界上不可再生的自然资源，同时污染环境，威胁人类生存。1981年，美国当代著名社会学家里夫金和霍华德出版了《熵：一种新的世界观》，从热力学第二定律出发，对熵这一物理概念作了哲学阐释，论述了政治、经济、教育等诸多领域的重大问题，在西方学术界引起震动。《熵：一种新的世界观》一书，特别对科学技术的迅速发展所带来的负面影响作了深刻的分析。1972年，西方著名的未来学研究团体罗马俱乐部发表了关于人类困境的研 现代科学技术从根本上改变了我们这个世界，解放了人类的体力甚至脑力，提高了我们的生活品质。科学意味着福音，我们无时不在享受科学技术的发展所创造的现代文明。科学作为一种文化，并非完美无缺。它在传播福音的同时，也不自觉地扮演着魔鬼。对技术进步的乐观，对物质增长的贪求，使人类陷入种种困境，如环境污染、能源危机、战争威胁等。 关于熵热力学第二定律的思想萌生于卡诺的热机效率研究，在理想的卡诺循环里，做功的代价是热所付出的，并且一定要有一个对转换进行补偿的过程。开尔文在1851年提出了：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。这一表述被称之为“热力学第二定律的开尔文说法”。克劳修斯如是说：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他影响。这一表述被称之为“热力学第二定律的克劳修斯说法”。【知识卡片】wenzhangzuozhe 1865年，德国物理学家克劳修斯首次将熵这个概念引入热力学，用来阐明热力学第二定律。1877年，奥地利物理学家玻耳兹曼提出了玻耳兹曼关系式，建立了熵与系统微观性质的联系，赋予了熵统计学的意义。1929年，匈牙利物理学家西拉德又阐述了熵与信息的关系，揭示了熵的新的意义。在热力学中，熵是测定不能再用来做功的能量的量；在统计物理学中，熵是衡量微观系统无序程度的量；在信息论中，熵成为信息不确定度的量。 【信息提取】xinxitiqu宇宙的能量总和是个常数－－宇宙中的能量总和一开始便是固定的。能量既不能被被创造，又不能被消灭。能量可以从一种形式转化为另一种形式。热力学第一定律？热力学第二定律？总的熵是不断增加的－－每当能量从一种状态转化到另一种状态时，就会损失能在将来用于做某种功的一定能量。 熵：是不能再被转化做功的能量的总和的测定单位。定律：世界上的熵（即无效能量的总和）总是趋向最大的量的。熵？热力学第一定律、第二定律是彼此独立的吗？热力学第一定律说明了热力学过程中能量转换的量的关系－－能量守恒；热力学第二定律说明了能量转换的方向问题－－服从能量守恒定律的过程并不一定都能实现；两个定律从不同的角度反映了热力学过程的规律，二者不能互相替代，互相包容，是彼此独立的定律。 为什么说污染就是熵的同义词？举例“冷却的铁钳、平面上的水”试图诠释的是？“得到一定的惩罚”指的是？能量转换时，损失了能在将来用于做某种功的一定能量。熵的增加意味着有效能量的减少。被转化成了无效状态的能量构成了污染。污染是世界上转化成无效能量的全部有效能量的总和。能量平均状态是熵值达到最大的状态，将不再有任何自由能量来进一步做功。 区别地球上两个有效能量来源的基本点？为什么说“100％的回收是不可能的”？举例“餐具的使用”试图诠释的是？是否“在对人类有意义的时间内”。可以逆转熵的过程，但同时必须消耗更多的能量。物质可以循环再生，但必须以一定的衰变为代价。 “热寂”来临，导致的是？人有提倡低熵世界观和低熵生活方式，你对此有何看法？是熵，是能量的耗散，是做有用功的能力降低。提示：低熵世界观，精髓是以保存有限的资源为思想基础，将能流降低到最低限度；低熵生活方式，返朴归真，真正贯彻低度耗费。 全文共15段。第1段：引出热力学定律；第2段：表述热力学的两个定律，引出熵的概念；第3～4段：简说热力学第一定律；第5段：过渡到论述熵；第6～7段：对熵下定义并解说；第8～9段：能量耗散与熵；第10～15段：有效能量与熵。【整体把握】zhengtibawo 课文节选自《熵：一种新的世界观》的第二章第一节，主要解释了“熵的定律”的物理学意义，进而强调了有效能源的不可再生性，对能源危机表现出深深的忧虑。开头引用人类学家麦克斯•格拉克曼的话，来说明热力学第一定律和第二定律经过科学家的“呕心沥血”和“绞尽脑汁”，已成为“物理学基础教程”的内容；然后举了“地球上各民族文化的民谚”，说明热力学两个定律的原理在生活中能体味得到。经过这样的铺垫，“深不可测”的热力学概念变得可以亲近了。【阅读评点】yuedupingdian 作者在第二段中将热力学的两个定律用一句话概括出来，即“宇宙的能量总和是个常数，总的熵是不断增加的”，至此引出了“熵”的概念。作者并没有急于解释“熵”的涵义，而是努力把上面的概括作通俗的阐释。首先指出热力学第一定律的实质就是能量的守恒和转化，强调能量“既不能被创造又不能被消灭”，为下面说明热力学第二定律埋下伏笔。 能量虽然不能被消灭，但它在转化中却能耗散，“有效的”“自由的”能量，会变成“无效的”“封闭的”能量，我们会因此“得到惩罚”，这个惩罚就是熵的增加。因为“熵是不能再被转化做功的能量的总和的测定单位”。算是给出了熵的通俗定义。作者进一步阐述熵的涵义。能量的耗散意味着熵的增加，熵的增加就意味着有效能量的减少，有效能量的减少就意味着污染的加剧，所以“污染就是熵的同义词”。克劳修斯已经意识到，“能量水准的差异总是趋向于零”，冷却的铁钳与平面上的水都不能再做功了。能量如果处于平均状态，熵值就达到了最大状态。 由是，议题由能量的耗散，自然过渡到有关“能源危机”的探讨。作者从地球上能量来源、工业回收、物质衰变等角度探讨了能源危机。地球上的可再生能源，满足不了人类的需求，不可再生能源飞速耗尽。太阳能也“每秒钟都在递减”，对它的利用十分有限。在能源问题上，不允许有半点乐观，因为“每当你点燃一支香烟的时候，世界上的有效能量就减少了一点儿”。 热力学第二定律是冷酷无情的，“物质虽然可以循环再生，但必须以一定的衰变为代价”。“工业回收”不可能做到100%。回收加工又要消耗新的能量，使熵继续增加。从理论上讲，当宇宙中的有效能量告罄时，便达到了一种热平衡状态，即“热寂”。那时，将不会有任何可以做功的能量，更不会有生命。即使在太阳的有生之年，经过几十亿年，太阳或许能把地球上耗散的能量又重新聚集起来，但人类已等不到那个时候了。 ①下列推断错误的一项是（）A.宇宙中的能量总和是一定的。能量不会消失也可以转化。B.既然熵的不断增加是客观规律，所以总的来说，不论人如何努力，污染都是不可避免的。C.人类科学技术的进步，完全可以发现并创造出新的能量。D.世间一切事物的运动都在不断地耗散能量。Ｃ【课堂巩固】ketanggonggu ②对课文理解有误的一是（）A.烧红的火钳和水坝截住的水具有有效的自由的能量。B.人们用水桶把水从坝底提到坝顶再让水落下来，或者把火钳再一次加热，这时它们的熵值最大。C.冷却的铁钳与平面上的水的能量是封闭的或无效的，都不属于自由能。D.世界上能量总是趋向于没有任何能量级别差异的能量平均状态。Ｂ ③课文第一段，作者举了三个民谚来启发人们认识热力学第二定律。请结合课文知识，从能量耗散的方面，阐释下面语句的意义：你不可能不劳而获：任何收获总是要消耗一定能量的，不付出的收获是没有。被消耗的能量，就不能再用来做功了。高楼夷为平地后，不可能自己再拔地而起；水从水坝上流到坝底，不可能自己再返回坝上。要想重新做功，就要消耗新的能量，而熵总是持续增加的。 事物处于凝聚状态，就有了势能；一旦分散开来，就再也不能自动回到凝聚状态。餐具在使用中，由于磨损，金属分子不断离开餐具，最终“零零星星地散失在土地里”。虽然它们依然存在，但已不能作为成块的金属被有效地使用了。覆水难收： 是《老子》中的话，原意为天道像一张大网，广阔无边，稀疏却不会有一点漏失。后来常用来比喻国家的法网虽宽，却不会漏掉一个坏人。在本文中，这句话意为：自然界虽然广大无边，但也从不疏漏。用课文中的原话来说，就是每当能量从一种状态转化到另一种状态时，我们会“得到一定的惩罚”。这个惩罚就是我们损失了能在将来用于做某种功的一定能量。这就是所谓的熵。天网恢恢，疏而不漏： ④熵，从火，商声。本文多次以燃烧为例展开议论。试找出三个例子，说说作者举例时所说明的道理。燃烧的例子有：烧掉一块煤、烧红了的火钳、点燃一支香烟等。分别说明：煤的能量没有消失，但它却不能再用来做功了；热量总是从温度较高的物体流向温度较低的物体，当温度平均后，就达到了“能量平均状态”，不能再做功了，这时“熵值达到最大的状态”；能量耗散的不可逆性，点燃一支香烟的确微不足道，但世界上的有效能量就会因此减少一点儿，真是“天网恢恢，疏而不漏”。 ⑤课文题目《熵：一种新的世界观》指的究竟是一种怎样的“新的世界观“？作者认为人类科学技术的发展史是一个能量不断消耗、熵不断增加的过程，也是人类自身不断衰退、一步步走向毁灭的过程。作者对人类发展史和人类未来的发展持悲观的态度。作者用熵来重新认识人类发展史和发展前景，是一种新的世界观。 再见！