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第4節(jié)　熱力學(xué)第二定律
(分值：100分)
選擇題1～10題，每小題8分，共80分，11～12題，每小題10分，共20分，合計(jì)100分
對(duì)點(diǎn)題組練
題組一　熱力學(xué)第二定律
1.(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　)
一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性
一切不違反能量守恒定律的物理過(guò)程都是可能實(shí)現(xiàn)的
由熱力學(xué)第二定律可以判斷物理過(guò)程能否自發(fā)進(jìn)行
一切物理過(guò)程都不可能自發(fā)地進(jìn)行
2.下列過(guò)程中可能發(fā)生的是(　　)
某種物質(zhì)從高溫?zé)嵩次樟?0 kJ的熱量，全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而沒(méi)有產(chǎn)生其他任何影響
打開(kāi)一高壓密閉容器，其內(nèi)氣體自發(fā)逸出后又自發(fā)跑進(jìn)去，恢復(fù)原狀
利用其他手段，使低溫物體溫度更低，高溫物體的溫度更高
將兩瓶不同液體混合，然后它們又自發(fā)地各自分開(kāi)
3.用隔板將一容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定量的氣體，B為真空(如圖甲)，現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體將自動(dòng)充滿整個(gè)容器(如圖乙)，這個(gè)過(guò)程稱為氣體的自由膨脹。則關(guān)于氣體的自由膨脹下列說(shuō)法正確的是(　　)
在自由膨脹過(guò)程中，所有氣體分子的運(yùn)動(dòng)方向相同
在自由膨脹過(guò)程中，只要把握好隔板插入的時(shí)機(jī)，全部氣體就能到達(dá)B部分
氣體充滿整個(gè)容器后，只要時(shí)間足夠長(zhǎng)，還能全部自動(dòng)回到A部分
氣體充滿整個(gè)容器后，B部分中的某些氣體分子有可能再回到A部分
4.關(guān)于自然過(guò)程中的方向性，下列說(shuō)法正確的是(　　)
摩擦生熱的過(guò)程是可逆的
凡是符合能量守恒定律的過(guò)程一般都是可逆的
實(shí)際的宏觀過(guò)程都具有“單向性”或“不可逆性”
空調(diào)機(jī)既能制冷又能制熱，說(shuō)明傳熱不存在方向性
題組二　熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的比較
5.(多選)對(duì)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的理解，下列說(shuō)法正確的是(　　)
一定質(zhì)量的氣體膨脹對(duì)外做功100 J，同時(shí)從外界吸收120 J熱量，則它的內(nèi)能增加20 J
物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加，物體對(duì)外界做功，其內(nèi)能一定減少
第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，沒(méi)有違反熱力學(xué)第一定律
凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，在傳熱中，熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高溫物體
題組三　能源是有限的
6.(多選)熱現(xiàn)象過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散的現(xiàn)象。所謂能量耗散是指在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中無(wú)法把流散的能量重新收集、重新加以利用。下列關(guān)于能量耗散的說(shuō)法正確的是(　　)
能量耗散說(shuō)明能量不守恒
能量耗散不符合熱力學(xué)第二定律
能量耗散過(guò)程中能量仍守恒
能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性
7.(多選)下列關(guān)于能源的說(shuō)法中正確的是(　　)
能源是取之不盡，用之不竭的
能源是有限的，特別是常規(guī)能源，如煤、石油、天然氣等
大量消耗常規(guī)能源會(huì)使環(huán)境惡化，故提倡開(kāi)發(fā)利用新能源
核能的利用對(duì)環(huán)境的影響比燃燒石油、煤炭大
8.人人選擇綠色出行方式，個(gè)個(gè)踐行低碳生活理念，“低碳”要求我們節(jié)約及高效利用能源，關(guān)于能源與能量，下列說(shuō)法中正確的是(　　)
能量被使用后就消失了，所以要節(jié)約能源
自然界中石油、煤炭等能源可供人類長(zhǎng)久使用
人類應(yīng)多開(kāi)發(fā)和利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能等新能源
人類不斷地開(kāi)發(fā)和利用新的能源，所以能量可以被創(chuàng)造
綜合提升練
9.(多選)關(guān)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，下列說(shuō)法正確的是(　　)
一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過(guò)程，氣體的內(nèi)能減少
氣體向真空的自由膨脹是不可逆的
第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第二定律
熱力學(xué)第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體”
10.(多選)如圖是空氣能熱水器的工作原理示意圖，它主要由儲(chǔ)水箱、毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器等部件組成。制冷劑在毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器之間循環(huán)過(guò)程與我們所熟悉的電冰箱的制冷循環(huán)過(guò)程相同，其工作過(guò)程如下：
①液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)一段很細(xì)的毛細(xì)管緩慢地進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中迅速汽化，并從低溫的空氣中吸收熱量。
②制冷劑汽化生成的蒸汽被壓縮機(jī)壓縮后變成高溫高壓的蒸汽進(jìn)入冷凝器。
③在冷凝器中，高溫高壓的蒸汽將熱量傳遞給水并發(fā)生液化。制冷劑以此不斷循環(huán)流動(dòng)，使水的溫度不斷上升。
下列說(shuō)法正確的是(　　)
空氣能熱水器實(shí)現(xiàn)了“熱量由低溫物體(空氣)傳向高溫物體(水)”
空氣能熱水器中的水被加熱是由電直接加熱的
空氣能熱水器的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律
空氣能熱水器的制熱系統(tǒng)能夠不斷地把空氣的內(nèi)能傳給水，是因?yàn)槠湎牧穗娔?br/>11.(多選)把剛煮好的熱雞蛋放在冷水中，過(guò)一會(huì)兒，雞蛋的溫度降低，水的溫度升高，最后水和雞蛋的溫度相同。但是相反的過(guò)程，即原來(lái)溫度相同的水和雞蛋，過(guò)一會(huì)兒，水的溫度自發(fā)地降低，而雞蛋的溫度升高，這樣的現(xiàn)象我們從來(lái)沒(méi)看到過(guò)。燃料燃燒時(shí)一旦把熱量釋放出去，就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類重新利用。電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能，我們很難把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用。這些現(xiàn)象說(shuō)明(　　)
在能源利用的過(guò)程中，能量會(huì)減少，能量守恒定律不成立
我們?cè)诶媚茉磿r(shí)，能量會(huì)耗散，自然界可利用的能源會(huì)越來(lái)越少
與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都是不可逆的，能量轉(zhuǎn)化具有方向性
自然界中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化都是不可逆的，各種能量最終都會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
培優(yōu)加強(qiáng)練
12.(多選)(2022·湖南卷，改編)利用“渦流效應(yīng)”可實(shí)現(xiàn)冷熱氣體的分離。如圖，一冷熱氣體分離裝置由噴嘴、渦流室、環(huán)形管、分離擋板和冷熱兩端管等構(gòu)成。高壓氮?dú)庥蓢娮烨邢蛄魅霚u流室中，然后以螺旋方式在環(huán)形管中向右旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，分子熱運(yùn)動(dòng)速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位，而分子熱運(yùn)動(dòng)速率較大的氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位。氣流到達(dá)分離擋板處時(shí)，中心部位氣流與分離擋板碰撞后反向，從A端流出，邊緣部位氣流從B端流出。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A端為冷端，B端為熱端
A端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率一定小于B端流出的
A端流出的氣體內(nèi)能一定大于B端流出的
該裝置氣體進(jìn)出的過(guò)程滿足能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律
第4節(jié)　熱力學(xué)第二定律
1.AC　[熱力學(xué)第二定律指出了與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程的方向性，A正確；不違反能量守恒定律但違反熱力學(xué)第二定律的物理過(guò)程不可能實(shí)現(xiàn)，B錯(cuò)誤；熱力學(xué)第二定律反映宏觀自然過(guò)程的方向性，C正確，D錯(cuò)誤。]
2.C　[根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量從低溫物體傳遞給高溫物體，不可能不引起其他的影響，但通過(guò)一些其他手段是可以實(shí)現(xiàn)的，故C項(xiàng)正確；內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能不可能自發(fā)地進(jìn)行，要使內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能必定要引起其他變化，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體膨脹具有方向性，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象也有方向性，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
3.D　[自由膨脹過(guò)程中，所有氣體分子的運(yùn)動(dòng)方向不一定相同，A錯(cuò)誤；自由膨脹的最后結(jié)果是左、右兩部分氣體均勻，不可能全部轉(zhuǎn)移到B部分，B錯(cuò)誤；自由膨脹是有方向性的熱運(yùn)動(dòng)，逆過(guò)程不能自發(fā)進(jìn)行，需要外界的幫助，C錯(cuò)誤，D正確。]
4.C　[摩擦生熱的過(guò)程是不可逆的，故A錯(cuò)誤；與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都具有方向性，一般是不可逆的，故B錯(cuò)誤；實(shí)際的宏觀過(guò)程都具有“單向性”或“不可逆性”，故C正確；空調(diào)機(jī)既能制冷又能制熱，并不能說(shuō)明傳熱不存在方向性，而是在相應(yīng)的過(guò)程中，要引起其他方面的變化，故D錯(cuò)誤。]
5.AC　[根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，ΔU＝Q＋W＝120 J－100 J＝20 J，說(shuō)明內(nèi)能增加了20 J，故A正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可知ΔU的大小由W、Q共同決定，物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加，物體對(duì)外界做功，其內(nèi)能不一定減少，故B錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違反熱力學(xué)第一定律，不能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律，故C正確；通過(guò)做功的方式可以使熱量從低溫物體傳遞給高溫物體，如電冰箱制冷時(shí)熱量從低溫物體傳遞給高溫物體，故D錯(cuò)誤。]
6.CD　[能量耗散說(shuō)明能量轉(zhuǎn)化的宏觀過(guò)程具有方向性，符合熱力學(xué)第二定律，B錯(cuò)誤，D正確；能量耗散過(guò)程中，能量并沒(méi)有消失，能量仍然守恒，A錯(cuò)誤，C正確。]
7.BC　[盡管能量守恒，但耗散后無(wú)法重新收集利用，所以能源是有限的，特別是常規(guī)能源，A錯(cuò)誤，B正確；常規(guī)能源的利用比新能源核能的利用對(duì)環(huán)境影響大，C正確，D錯(cuò)誤。]
8.C　[根據(jù)能量守恒定律，能量不會(huì)消失也不會(huì)被創(chuàng)造，故A、D錯(cuò)誤；自然界中石油、煤炭等能源是不可再生資源，不能被人類長(zhǎng)久使用，故B錯(cuò)誤；風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能等清潔的新能源，人類應(yīng)多開(kāi)發(fā)和利用，故C正確。]
9.AB　[一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過(guò)程，Q＝0，W<0，根據(jù)ΔU＝Q＋W可知，氣體的內(nèi)能減小，故A正確；熱力學(xué)第二定律表明：自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性，是不可逆的，故氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，故B正確；第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`背了能量守恒定律，故C錯(cuò)誤；熱力學(xué)第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化”，故D錯(cuò)誤。]
10.ACD　[空氣能熱水器工作時(shí)將外界低溫空氣中的熱收集起來(lái)然后通過(guò)壓縮機(jī)再傳給里面溫度較高的水，使水的溫度升高，故A、D正確，B錯(cuò)誤；空氣能熱水器在工作時(shí)遵守?zé)崃W(xué)第一定律，故C正確。]
11.BC　[在能源利用的過(guò)程中，能量在數(shù)量上不會(huì)減少，能量守恒定律依然成立，但是能量會(huì)發(fā)生耗散，在可利用的品質(zhì)上會(huì)降低，從便于利用的能源變成不便于利用的能源，自然界可利用的能源會(huì)越來(lái)越少，故A錯(cuò)誤，B正確；與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都是不可逆的，能量轉(zhuǎn)化具有方向性，故C正確；自然界中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化在自發(fā)情況下都是不可逆的，但在其他外在條件介入的情況下可以發(fā)生逆過(guò)程，能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性，各種能量最終都會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。 ]
12.AB　[分子熱運(yùn)動(dòng)速率較大的氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位，從B端流出，分子熱運(yùn)動(dòng)速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位，中心部位氣流與分離擋板碰撞后反向，從A端流出，根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志可知，B端為熱端，A端為冷端，A端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率一定小于B端流出的，選項(xiàng)A、B正確；理想氣體的內(nèi)能只與溫度和質(zhì)量有關(guān)，根據(jù)題述，不知兩端流出氣體的質(zhì)量關(guān)系，所以不能判斷出兩端流出氣體的內(nèi)能關(guān)系，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；該裝置將冷熱不均的氣體進(jìn)行分離，噴嘴處有高壓，即通過(guò)外界做功而實(shí)現(xiàn)，并非自發(fā)進(jìn)行，不違背熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]第4節(jié)　熱力學(xué)第二定律
學(xué)習(xí)目標(biāo)　1.知道一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的。 2.知道熱力學(xué)第二定律的兩種表述內(nèi)容，并能運(yùn)用該定律解決一些實(shí)際問(wèn)題。 3.了解自然界中的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，知道能量耗散的概念。
知識(shí)點(diǎn)一　熱力學(xué)第二定律
1.方向性：一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然現(xiàn)象都是　　　　　的，反映宏觀　　　　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)第二定律的克勞修斯表述：熱量不能　　　　地從　　　　溫物體傳到　　　　　溫物體。這里闡述的是傳熱的　　　　　　性。
3.熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述
（1）熱機(jī)
①熱機(jī)工作的兩個(gè)階段：第一個(gè)階段是燃燒燃料，把燃料中的　　　　　　變成工作物質(zhì)的　　　　　　　　；第二個(gè)階段是工作物質(zhì)對(duì)外　　　　，把自己的內(nèi)能變成　　　　　　。
②熱機(jī)用于做功的熱量一定　　　　它從高溫?zé)釒?kù)吸收的熱量，即W　　　　Q。
（2）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　　　　　　　　，而不產(chǎn)生其他影響。該表述闡述了機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性。
4.熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開(kāi)爾文表述是　　　　的。
5.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)
熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與的宏觀過(guò)程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有　　　　　　。
6.熱力學(xué)過(guò)程的方向性實(shí)例
（1）高溫物體低溫物體。
（2）機(jī)械能內(nèi)能。
（3）氣體體積V1氣體體積V2。
（較小） 　　　　　　　　　（較大）
（4）不同氣體A和B混合氣體AB。
【思考】
如圖所示是制冷機(jī)和熱機(jī)的工作過(guò)程示意圖，通過(guò)此圖思考以下問(wèn)題：
（1）制冷機(jī)工作時(shí)熱量是自發(fā)地從低溫?zé)釒?kù)傳到高溫?zé)釒?kù)嗎？
（2）熱機(jī)工作時(shí)能否將從高溫?zé)釒?kù)吸收的熱量全部用來(lái)做功？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 （多選）根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A.熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體
B.熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，也可以從低溫物體傳到高溫物體
C.機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D.內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化
聽(tīng)課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（1）一切物理過(guò)程均遵循能量守恒定律，但遵循能量守恒定律的物理過(guò)程不一定均能實(shí)現(xiàn)。
（2）熱力學(xué)第二定律的兩種表述分別對(duì)應(yīng)著一種“不可能”，但都有一個(gè)前提條件“自發(fā)地”或“不產(chǎn)生其他影響”，如果去掉這種前提條件，就都是有可能的。例如電冰箱的作用就是使熱量從低溫物體傳到高溫物體，等溫膨脹就是從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全用來(lái)做功，但不是自發(fā)地或是產(chǎn)生了其他影響。　　　　
訓(xùn)練1 （多選）根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A.不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其他變化
B.沒(méi)有冷凝器，只有單一的熱庫(kù)，能將從單一熱庫(kù)吸收的熱量全部用來(lái)做功，而不引起其他變化的熱機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)的
C.不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化
D.滿足能量守恒定律的客觀過(guò)程都可以自發(fā)地進(jìn)行
知識(shí)點(diǎn)二　熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的比較
1.兩定律的比較
熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第二定律
定律揭示的問(wèn)題 從能量守恒的角度揭示了功、熱量和內(nèi)能改變量三者的定量關(guān)系 指出自然界中出現(xiàn)的宏觀過(guò)程是有方向性的
機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化 當(dāng)摩擦力做功時(shí)，機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 內(nèi)能不可能在不引起其他變化的情況下完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
熱量的傳遞 熱量可以從高溫物體自發(fā)地傳向低溫物體 熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體
表述形式 只有一種表述形式 有多種表述形式
兩定律的關(guān)系 在熱力學(xué)中，兩定律既相互獨(dú)立，又互為補(bǔ)充，共同構(gòu)成了熱力學(xué)知識(shí)的理論基礎(chǔ)
2.兩類永動(dòng)機(jī)的比較
第一類永動(dòng)機(jī) 第二類永動(dòng)機(jī)
設(shè)計(jì)要求 不消耗任何能量，可以不斷做功 將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其他變化
不可能制成的原因 違背了能量守恒定律 違背了熱力學(xué)第二定律
例2 關(guān)于兩類永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)兩大定律，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第一定律
B.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第二定律
C.由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，傳熱也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和傳熱一定會(huì)改變內(nèi)能
D.由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱庫(kù)吸收熱量，完全變成功也是可能的
聽(tīng)課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓(xùn)練2 關(guān)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，下列論述正確的是（　　）
A.熱力學(xué)第一定律指出內(nèi)能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化，而熱力學(xué)第二定律則指出內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故這兩條定律是相互矛盾的
B.內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為其他形式的能，只是會(huì)產(chǎn)生其他影響，故兩條定律并不矛盾
C.兩條定律都是有關(guān)能量的轉(zhuǎn)化規(guī)律，它們不但不矛盾，而且沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別
D.能量守恒定律包含了熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律
知識(shí)點(diǎn)三　能源是有限的
1.能源：具有　　　　　　　　的容易利用的儲(chǔ)能物質(zhì)。
2.能量耗散：使用的能源轉(zhuǎn)化成內(nèi)能分散在環(huán)境中不能自動(dòng)聚集起來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)器做功，這樣的轉(zhuǎn)化過(guò)程叫作“能量耗散”。
3.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，　　　　減少了。
【思考】
（1）燃燒的煤炭將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能散失到周圍的環(huán)境中，這一過(guò)程中能量是否守恒？燃燒時(shí)的化學(xué)能與散失到環(huán)境中的熱能，哪一種能量容易被人們利用？
（2）既然能量是守恒的，我們?yōu)槭裁催€要節(jié)約能源？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3 下列說(shuō)法正確的是（　　）
A.人類在不斷地開(kāi)發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造
B.在能源的利用過(guò)程中，由于能量在數(shù)量上并未減少，所以不需要節(jié)約能源
C.能源在使用后都轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，能源消耗使得周圍環(huán)境升溫
D.能量耗散現(xiàn)象說(shuō)明：在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，雖然能量的總量并不減少，但能量品質(zhì)提升了
聽(tīng)課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
能量與能源的區(qū)別
（1）能量是守恒的，既不會(huì)增加也不會(huì)減少。
（2）能源是能夠提供可利用能量的物質(zhì)。
（3）能量耗散，能量總量不變，但能量品質(zhì)會(huì)下降，即能源減少，故我們要節(jié)約能源。　　　　
訓(xùn)練3 關(guān)于能量和能源，下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，其總量有可能增加
B.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，其總量會(huì)不斷減少
C.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中總量保持不變，故節(jié)約能源沒(méi)有必要
D.能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，且現(xiàn)有可利用的能源有限，故必須節(jié)約能源
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
1.（熱力學(xué)第二定律）（多選）下列宏觀過(guò)程能用熱力學(xué)第二定律解釋的是（　　）
A.大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中而經(jīng)過(guò)一段時(shí)間大米、小米不會(huì)自動(dòng)分開(kāi)
B.將一滴紅墨水滴入一杯清水中，紅墨水會(huì)均勻擴(kuò)散到整杯水中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，墨水和清水不會(huì)自動(dòng)分開(kāi)
C.冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，不會(huì)內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動(dòng)起來(lái)
D.即使隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會(huì)使汽車熱機(jī)的效率達(dá)到100%
2.（熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的比較）（多選）如圖所示，為電冰箱的工作原理示意圖，壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)，在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過(guò)冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外
B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)槠湎牧穗娔?br/>C.電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律
D.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第二定律
3.（能源是有限的）（多選）關(guān)于能量和能量耗散，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A.能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中自發(fā)過(guò)程的方向性
B.能量耗散表明能源的利用是有條件的，也是有代價(jià)的
C.能量耗散表明能量會(huì)消失，能量不守恒
D.能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，故能源循環(huán)利用很方便
第4節(jié)　熱力學(xué)第二定律
知識(shí)點(diǎn)一
1.不可逆　自然　2.自發(fā)　低　高　方向　3.(1)①化學(xué)能　內(nèi)能　做功　機(jī)械能　②小于　<　(2)完全變成功　4.等價(jià)　5.方向性
[思考] 提示　(1)不是　(2)不能
例1 BC　[根據(jù)傳熱的方向性可知，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，如果借助外界的幫助，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，故A錯(cuò)誤，B正確；機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(如一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體克服摩擦力做功且最終停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，內(nèi)能無(wú)法全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化，故C正確，D錯(cuò)誤。]
訓(xùn)練1 AC　[熱力學(xué)第二定律揭示了與熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過(guò)程的方向性，機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性，機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能要全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能必須借助外界的幫助，即會(huì)引起其他變化，A正確，B錯(cuò)誤；傳熱過(guò)程也具有方向性，熱量能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，但是熱量要從低溫物體傳到高溫物體，必然要引起其他變化(外界對(duì)系統(tǒng)做功)，C正確；只滿足能量守恒定律而不滿足熱力學(xué)第二定律的過(guò)程是不可能發(fā)生的，D錯(cuò)誤。]
知識(shí)點(diǎn)二
例2 D　[第一類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)違背熱力學(xué)第二定律，A、B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第一定律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝Q＋W可以等于0，C錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知選項(xiàng)D中的現(xiàn)象是可能的，但會(huì)產(chǎn)生其他影響，D正確。]
訓(xùn)練2 B　[熱力學(xué)第一定律揭示了內(nèi)能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，是能量守恒定律在熱力學(xué)中的具體體現(xiàn)。熱力學(xué)第二定律則進(jìn)一步闡明了內(nèi)能與其他形式能量轉(zhuǎn)化時(shí)的方向性，二者表述的角度不同，本質(zhì)不同，相互補(bǔ)充，并不矛盾，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]
知識(shí)點(diǎn)三
1.高品質(zhì)　3.能源
[思考] 提示　(1)守恒　燃燒時(shí)的化學(xué)能更容易被人們利用。
(2)能量被利用的過(guò)程中，總有一部分能量會(huì)以熱能的形式散失到周圍的環(huán)境中而不能被利用，所以我們要節(jié)約能源。
例3 C　[根據(jù)能量守恒定律，能量是不能被創(chuàng)造的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在能源的利用過(guò)程中，雖然能量在數(shù)量上并未減少，但是能源的品質(zhì)在降低，所以還需要節(jié)約能源，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由能量耗散知能源的使用是向內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程，會(huì)使得環(huán)境升溫，選項(xiàng)C正確；能量耗散現(xiàn)象說(shuō)明：在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，雖然能量的總量并不減少，但能量品質(zhì)降低了，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]
訓(xùn)練3 D　[能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中總量保持不變，但能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，耗散的能量難以收集再利用，且現(xiàn)有可利用的能源有限，所以我們要注意節(jié)約能源，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。]
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
1.BCD　[熱力學(xué)第二定律反映的是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程的方向性，A不屬于熱現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知B、C、D正確。]
2.BC　[熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，是能量守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學(xué)過(guò)程，故C正確；再根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，必須借助于其他系統(tǒng)做功，A、D錯(cuò)誤，B正確。]
3.AB　[能量守恒定律是普遍規(guī)律，能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的自發(fā)過(guò)程具有方向性，耗散過(guò)程中能量也是守恒的，故A正確；能量耗散表明能源的利用是有條件的，也是有代價(jià)的，如煤炭和石油燃燒會(huì)造成空氣污染和溫室效應(yīng)，故B正確；自然界中總的能量是守恒的，故C錯(cuò)誤；能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，但是這種轉(zhuǎn)化有方向性，耗散的能量很難再收集起來(lái)重新利用，故D錯(cuò)誤。](共54張PPT)
第4節(jié)　熱力學(xué)第二定律
第三章　熱力學(xué)定律
1.知道一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的。 2.知道熱力學(xué)第二定律的兩種表述內(nèi)容，并能運(yùn)用該定律解決一些實(shí)際問(wèn)題。 3.了解自然界中的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，知道能量耗散的概念。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
目 錄
CONTENTS
知識(shí)點(diǎn)
01
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
02
課后鞏固訓(xùn)練
03
知識(shí)點(diǎn)
1
知識(shí)點(diǎn)二　熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的比較
知識(shí)點(diǎn)一　熱力學(xué)第二定律
知識(shí)點(diǎn)三　能源是有限的
知識(shí)點(diǎn)一　熱力學(xué)第二定律
1.方向性：一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然現(xiàn)象都是_________的，反映宏觀______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)第二定律的克勞修斯表述：熱量不能______地從___溫物體傳到___溫物體。這里闡述的是傳熱的______性。
不可逆
自然
自發(fā)
低
高
方向
3.熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述
(1)熱機(jī)
①熱機(jī)工作的兩個(gè)階段：第一個(gè)階段是燃燒燃料，把燃料中的_________變成工作物質(zhì)的______；第二個(gè)階段是工作物質(zhì)對(duì)外______，把自己的內(nèi)能變成_________。
②熱機(jī)用于做功的熱量一定______它從高溫?zé)釒?kù)吸收的熱量，即W___Q。
(2)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____________，而不產(chǎn)生其他影響。該表述闡述了機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性。
化學(xué)能
內(nèi)能
做功
機(jī)械能
小于
<
完全變成功
4.熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開(kāi)爾文表述是______的。
5.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)
熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與的宏觀過(guò)程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有_________。
等價(jià)
方向性
6.熱力學(xué)過(guò)程的方向性實(shí)例
【思考】
如圖所示是制冷機(jī)和熱機(jī)的工作過(guò)程示意圖，通過(guò)此圖思考以下問(wèn)題：
(1)制冷機(jī)工作時(shí)熱量是自發(fā)地從低溫?zé)釒?kù)傳到高溫?zé)釒?kù)嗎？
(2)熱機(jī)工作時(shí)能否將從高溫?zé)釒?kù)吸收的熱量全部用來(lái)做功？
提示　(1)不是　(2)不能
BC
例1 (多選)根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A.熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體
B.熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，也可以從低溫物體傳到高溫物體
C.機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D.內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化
解析　根據(jù)傳熱的方向性可知，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，如果借助外界的幫助，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，故A錯(cuò)誤，B正確；機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(如一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體克服摩擦力做功且最終停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，內(nèi)能無(wú)法全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化，故C正確，D錯(cuò)誤。
(1)一切物理過(guò)程均遵循能量守恒定律，但遵循能量守恒定律的物理過(guò)程不一定均能實(shí)現(xiàn)。
(2)熱力學(xué)第二定律的兩種表述分別對(duì)應(yīng)著一種“不可能”，但都有一個(gè)前提條件“自發(fā)地”或“不產(chǎn)生其他影響”，如果去掉這種前提條件，就都是有可能的。例如電冰箱的作用就是使熱量從低溫物體傳到高溫物體，等溫膨脹就是從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全用來(lái)做功，但不是自發(fā)地或是產(chǎn)生了其他影響。　　　　
訓(xùn)練1 (多選)根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A.不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其他變化
B.沒(méi)有冷凝器，只有單一的熱庫(kù)，能將從單一熱庫(kù)吸收的熱量全部用來(lái)做功，而不引起其他變化的熱機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)的
C.不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化
D.滿足能量守恒定律的客觀過(guò)程都可以自發(fā)地進(jìn)行
AC
解析　熱力學(xué)第二定律揭示了與熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過(guò)程的方向性，機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性，機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能要全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能必須借助外界的幫助，即會(huì)引起其他變化，A正確，B錯(cuò)誤；傳熱過(guò)程也具有方向性，熱量能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，但是熱量要從低溫物體傳到高溫物體，必然要引起其他變化(外界對(duì)系統(tǒng)做功)，C正確；只滿足能量守恒定律而不滿足熱力學(xué)第二定律的過(guò)程是不可能發(fā)生的，D錯(cuò)誤。
知識(shí)點(diǎn)二　熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的比較
1.兩定律的比較
熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第二定律
定律揭示的問(wèn)題 從能量守恒的角度揭示了功、熱量和內(nèi)能改變量三者的定量關(guān)系 指出自然界中出現(xiàn)的宏觀過(guò)程是有方向性的
機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化 當(dāng)摩擦力做功時(shí)，機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 內(nèi)能不可能在不引起其他變化的情況下完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
熱量的傳遞 熱量可以從高溫物體自發(fā)地傳向低溫物體 熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體
表述形式 只有一種表述形式 有多種表述形式
兩定律的關(guān)系 在熱力學(xué)中，兩定律既相互獨(dú)立，又互為補(bǔ)充，共同構(gòu)成了熱力學(xué)知識(shí)的理論基礎(chǔ)
2.兩類永動(dòng)機(jī)的比較
第一類永動(dòng)機(jī) 第二類永動(dòng)機(jī)
設(shè)計(jì)要求 不消耗任何能量，可以不斷做功 將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其他變化
不可能制成的原因 違背了能量守恒定律 違背了熱力學(xué)第二定律
D
例2 關(guān)于兩類永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)兩大定律，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第一定律
B.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第二定律
C.由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，傳熱也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和傳熱一定會(huì)改變內(nèi)能
D.由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱庫(kù)吸收熱量，完全變成功也是可能的
解析　第一類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)違背熱力學(xué)第二定律，A、B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第一定律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝Q＋W可以等于0，C錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知選項(xiàng)D中的現(xiàn)象是可能的，但會(huì)產(chǎn)生其他影響，D正確。
B
訓(xùn)練2 關(guān)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，下列論述正確的是(　　)
A.熱力學(xué)第一定律指出內(nèi)能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化，而熱力學(xué)第二定律則指出內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故這兩條定律是相互矛盾的
B.內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為其他形式的能，只是會(huì)產(chǎn)生其他影響，故兩條定律并不矛盾
C.兩條定律都是有關(guān)能量的轉(zhuǎn)化規(guī)律，它們不但不矛盾，而且沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別
D.能量守恒定律包含了熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律
解析　熱力學(xué)第一定律揭示了內(nèi)能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，是能量守恒定律在熱力學(xué)中的具體體現(xiàn)。熱力學(xué)第二定律則進(jìn)一步闡明了內(nèi)能與其他形式能量轉(zhuǎn)化時(shí)的方向性，二者表述的角度不同，本質(zhì)不同，相互補(bǔ)充，并不矛盾，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。
知識(shí)點(diǎn)三　能源是有限的
1.能源：具有_________的容易利用的儲(chǔ)能物質(zhì)。
2.能量耗散：使用的能源轉(zhuǎn)化成內(nèi)能分散在環(huán)境中不能自動(dòng)聚集起來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)器做功，這樣的轉(zhuǎn)化過(guò)程叫作“能量耗散”。
3.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，______減少了。
高品質(zhì)
能源
【思考】
(1)燃燒的煤炭將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能散失到周圍的環(huán)境中，這一過(guò)程中能量是否守恒？燃燒時(shí)的化學(xué)能與散失到環(huán)境中的熱能，哪一種能量容易被人們利用？
(2)既然能量是守恒的，我們?yōu)槭裁催€要節(jié)約能源？
提示　(1)守恒　燃燒時(shí)的化學(xué)能更容易被人們利用。
(2)能量被利用的過(guò)程中，總有一部分能量會(huì)以熱能的形式散失到周圍的環(huán)境中而不能被利用，所以我們要節(jié)約能源。
C
例3 下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.人類在不斷地開(kāi)發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造
B.在能源的利用過(guò)程中，由于能量在數(shù)量上并未減少，所以不需要節(jié)約能源
C.能源在使用后都轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，能源消耗使得周圍環(huán)境升溫
D.能量耗散現(xiàn)象說(shuō)明：在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，雖然能量的總量并不減少，但能量品質(zhì)提升了
解析　根據(jù)能量守恒定律，能量是不能被創(chuàng)造的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在能源的利用過(guò)程中，雖然能量在數(shù)量上并未減少，但是能源的品質(zhì)在降低，所以還需要節(jié)約能源，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由能量耗散知能源的使用是向內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程，會(huì)使得環(huán)境升溫，選項(xiàng)C正確；能量耗散現(xiàn)象說(shuō)明：在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，雖然能量的總量并不減少，但能量品質(zhì)降低了，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
能量與能源的區(qū)別
(1)能量是守恒的，既不會(huì)增加也不會(huì)減少。
(2)能源是能夠提供可利用能量的物質(zhì)。
(3)能量耗散，能量總量不變，但能量品質(zhì)會(huì)下降，即能源減少，故我們要節(jié)約能源。　　　　
D
訓(xùn)練3 關(guān)于能量和能源，下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，其總量有可能增加
B.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，其總量會(huì)不斷減少
C.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中總量保持不變，故節(jié)約能源沒(méi)有必要
D.能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，且現(xiàn)有可利用的能源有限，故必須節(jié)約能源
解析　能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中總量保持不變，但能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，耗散的能量難以收集再利用，且現(xiàn)有可利用的能源有限，所以我們要注意節(jié)約能源，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。
隨堂對(duì)點(diǎn)自測(cè)
2
BCD
1.(熱力學(xué)第二定律)(多選)下列宏觀過(guò)程能用熱力學(xué)第二定律解釋的是(　 　)
A.大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中而經(jīng)過(guò)一段時(shí)間大米、小米不會(huì)自動(dòng)分開(kāi)
B.將一滴紅墨水滴入一杯清水中，紅墨水會(huì)均勻擴(kuò)散到整杯水中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，墨水和清水不會(huì)自動(dòng)分開(kāi)
C.冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，不會(huì)內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動(dòng)起來(lái)
D.即使隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會(huì)使汽車熱機(jī)的效率達(dá)到100%
解析　熱力學(xué)第二定律反映的是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程的方向性，A不屬于熱現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知B、C、D正確。
BC
2.(熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的比較)(多選)如圖所示，為電冰箱的工作原理示意圖，壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)，在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過(guò)冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外
B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)槠湎牧穗娔?br/>C.電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律
D.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第二定律
解析　熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，是能量守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學(xué)過(guò)程，故C正確；再根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，必須借助于其他系統(tǒng)做功，A、D錯(cuò)誤，B正確。
AB
3.(能源是有限的)(多選)關(guān)于能量和能量耗散，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中自發(fā)過(guò)程的方向性
B.能量耗散表明能源的利用是有條件的，也是有代價(jià)的
C.能量耗散表明能量會(huì)消失，能量不守恒
D.能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，故能源循環(huán)利用很方便
解析　能量守恒定律是普遍規(guī)律，能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的自發(fā)過(guò)程具有方向性，耗散過(guò)程中能量也是守恒的，故A正確；能量耗散表明能源的利用是有條件的，也是有代價(jià)的，如煤炭和石油燃燒會(huì)造成空氣污染和溫室效應(yīng)，故B正確；自然界中總的能量是守恒的，故C錯(cuò)誤；能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，但是這種轉(zhuǎn)化有方向性，耗散的能量很難再收集起來(lái)重新利用，故D錯(cuò)誤。
課后鞏固訓(xùn)練
3
AC
A.一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性
B.一切不違反能量守恒定律的物理過(guò)程都是可能實(shí)現(xiàn)的
C.由熱力學(xué)第二定律可以判斷物理過(guò)程能否自發(fā)進(jìn)行
D.一切物理過(guò)程都不可能自發(fā)地進(jìn)行
對(duì)點(diǎn)題組練
題組一　熱力學(xué)第二定律
1.(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　)
解析　熱力學(xué)第二定律指出了與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程的方向性，A正確；不違反能量守恒定律但違反熱力學(xué)第二定律的物理過(guò)程不可能實(shí)現(xiàn)，B錯(cuò)誤；熱力學(xué)第二定律反映宏觀自然過(guò)程的方向性，C正確，D錯(cuò)誤。
C
2.下列過(guò)程中可能發(fā)生的是(　　)
A.某種物質(zhì)從高溫?zé)嵩次樟?0 kJ的熱量，全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而沒(méi)有產(chǎn)生其他任何影響
B.打開(kāi)一高壓密閉容器，其內(nèi)氣體自發(fā)逸出后又自發(fā)跑進(jìn)去，恢復(fù)原狀
C.利用其他手段，使低溫物體溫度更低，高溫物體的溫度更高
D.將兩瓶不同液體混合，然后它們又自發(fā)地各自分開(kāi)
解析　根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量從低溫物體傳遞給高溫物體，不可能不引起其他的影響，但通過(guò)一些其他手段是可以實(shí)現(xiàn)的，故C項(xiàng)正確；內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能不可能自發(fā)地進(jìn)行，要使內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能必定要引起其他變化，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體膨脹具有方向性，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象也有方向性，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
D
3.用隔板將一容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定量的氣體，B為真空(如圖甲)，現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體將自動(dòng)充滿整個(gè)容器(如圖乙)，這個(gè)過(guò)程稱為氣體的自由膨脹。則關(guān)于氣體的自由膨脹下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.在自由膨脹過(guò)程中，所有氣體分子的運(yùn)動(dòng)方向相同
B.在自由膨脹過(guò)程中，只要把握好隔板插入的時(shí)機(jī)，全部氣體就能到達(dá)B部分
C.氣體充滿整個(gè)容器后，只要時(shí)間足夠長(zhǎng)，還能全部自動(dòng)回到A部分
D.氣體充滿整個(gè)容器后，B部分中的某些氣體分子有可能再回到A部分
解析　自由膨脹過(guò)程中，所有氣體分子的運(yùn)動(dòng)方向不一定相同，A錯(cuò)誤；自由膨脹的最后結(jié)果是左、右兩部分氣體均勻，不可能全部轉(zhuǎn)移到B部分，B錯(cuò)誤；自由膨脹是有方向性的熱運(yùn)動(dòng)，逆過(guò)程不能自發(fā)進(jìn)行，需要外界的幫助，C錯(cuò)誤，D正確。
C
4.關(guān)于自然過(guò)程中的方向性，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.摩擦生熱的過(guò)程是可逆的
B.凡是符合能量守恒定律的過(guò)程一般都是可逆的
C.實(shí)際的宏觀過(guò)程都具有“單向性”或“不可逆性”
D.空調(diào)機(jī)既能制冷又能制熱，說(shuō)明傳熱不存在方向性
解析　摩擦生熱的過(guò)程是不可逆的，故A錯(cuò)誤；與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都具有方向性，一般是不可逆的，故B錯(cuò)誤；實(shí)際的宏觀過(guò)程都具有“單向性”或“不可逆性”，故C正確；空調(diào)機(jī)既能制冷又能制熱，并不能說(shuō)明傳熱不存在方向性，而是在相應(yīng)的過(guò)程中，要引起其他方面的變化，故D錯(cuò)誤。
AC
題組二　熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的比較
5.(多選)對(duì)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的理解，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.一定質(zhì)量的氣體膨脹對(duì)外做功100 J，同時(shí)從外界吸收120 J熱量，則它的內(nèi)能增加20 J
B.物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加，物體對(duì)外界做功，其內(nèi)能一定減少
C.第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，沒(méi)有違反熱力學(xué)第一定律
D.凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，在傳熱中，熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高溫物體
解析　根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，ΔU＝Q＋W＝120 J－100 J＝20 J，說(shuō)明內(nèi)能增加了20 J，故A正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可知ΔU的大小由W、Q共同決定，物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加，物體對(duì)外界做功，其內(nèi)能不一定減少，故B錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違反熱力學(xué)第一定律，不能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律，故C正確；通過(guò)做功的方式可以使熱量從低溫物體傳遞給高溫物體，如電冰箱制冷時(shí)熱量從低溫物體傳遞給高溫物體，故D錯(cuò)誤。
CD
題組三　能源是有限的
6.(多選)熱現(xiàn)象過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散的現(xiàn)象。所謂能量耗散是指在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中無(wú)法把流散的能量重新收集、重新加以利用。下列關(guān)于能量耗散的說(shuō)法正確的是(　　)
A.能量耗散說(shuō)明能量不守恒
B.能量耗散不符合熱力學(xué)第二定律
C.能量耗散過(guò)程中能量仍守恒
D.能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性
解析　能量耗散說(shuō)明能量轉(zhuǎn)化的宏觀過(guò)程具有方向性，符合熱力學(xué)第二定律，B錯(cuò)誤，D正確；能量耗散過(guò)程中，能量并沒(méi)有消失，能量仍然守恒，A錯(cuò)誤，C正確。
BC
7.(多選)下列關(guān)于能源的說(shuō)法中正確的是(　　)
A.能源是取之不盡，用之不竭的
B.能源是有限的，特別是常規(guī)能源，如煤、石油、天然氣等
C.大量消耗常規(guī)能源會(huì)使環(huán)境惡化，故提倡開(kāi)發(fā)利用新能源
D.核能的利用對(duì)環(huán)境的影響比燃燒石油、煤炭大
解析　盡管能量守恒，但耗散后無(wú)法重新收集利用，所以能源是有限的，特別是常規(guī)能源，A錯(cuò)誤，B正確；常規(guī)能源的利用比新能源核能的利用對(duì)環(huán)境影響大，C正確，D錯(cuò)誤。
C
8.人人選擇綠色出行方式，個(gè)個(gè)踐行低碳生活理念，“低碳”要求我們節(jié)約及高效利用能源，關(guān)于能源與能量，下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A.能量被使用后就消失了，所以要節(jié)約能源
B.自然界中石油、煤炭等能源可供人類長(zhǎng)久使用
C.人類應(yīng)多開(kāi)發(fā)和利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能等新能源
D.人類不斷地開(kāi)發(fā)和利用新的能源，所以能量可以被創(chuàng)造
解析　根據(jù)能量守恒定律，能量不會(huì)消失也不會(huì)被創(chuàng)造，故A、D錯(cuò)誤；自然界中石油、煤炭等能源是不可再生資源，不能被人類長(zhǎng)久使用，故B錯(cuò)誤；風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能等清潔的新能源，人類應(yīng)多開(kāi)發(fā)和利用，故C正確。
AB
9.(多選)關(guān)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過(guò)程，氣體的內(nèi)能減少
B.氣體向真空的自由膨脹是不可逆的
C.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第二定律
D.熱力學(xué)第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體”
綜合提升練
解析　一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過(guò)程，Q＝0，W<0，根據(jù)ΔU＝Q＋W可知，氣體的內(nèi)能減小，故A正確；熱力學(xué)第二定律表明：自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性，是不可逆的，故氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，故B正確；第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`背了能量守恒定律，故C錯(cuò)誤；熱力學(xué)第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化”，故D錯(cuò)誤。
10.(多選)如圖是空氣能熱水器的工作原理示意圖，它主要由儲(chǔ)水箱、毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器等部件組成。制冷劑在毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器之間循環(huán)過(guò)程與我們所熟悉的電冰箱的制冷循環(huán)過(guò)程相同，其工作過(guò)程如下：
①液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)一段很細(xì)的毛細(xì)管緩慢地進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中迅速汽化，并從低溫的空氣中吸收熱量。
②制冷劑汽化生成的蒸汽被壓縮機(jī)壓縮后變成高溫高壓的蒸汽進(jìn)入冷凝器。
③在冷凝器中，高溫高壓的蒸汽將熱量傳遞給水并發(fā)生液化。制冷劑以此不斷循環(huán)流動(dòng)，使水的溫度不斷上升。
下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.空氣能熱水器實(shí)現(xiàn)了“熱量由低溫物體(空氣)傳向高溫物體(水)”
B.空氣能熱水器中的水被加熱是由電直接加熱的
C.空氣能熱水器的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律
D.空氣能熱水器的制熱系統(tǒng)能夠不斷地把空氣的內(nèi)能傳給水，是因?yàn)槠湎牧穗娔?br/>答案　ACD
解析　空氣能熱水器工作時(shí)將外界低溫空氣中的熱收集起來(lái)然后通過(guò)壓縮機(jī)再傳給里面溫度較高的水，使水的溫度升高，故A、D正確，B錯(cuò)誤；空氣能熱水器在工作時(shí)遵守?zé)崃W(xué)第一定律，故C正確。
BC
11.(多選)把剛煮好的熱雞蛋放在冷水中，過(guò)一會(huì)兒，雞蛋的溫度降低，水的溫度升高，最后水和雞蛋的溫度相同。但是相反的過(guò)程，即原來(lái)溫度相同的水和雞蛋，過(guò)一會(huì)兒，水的溫度自發(fā)地降低，而雞蛋的溫度升高，這樣的現(xiàn)象我們從來(lái)沒(méi)看到過(guò)。燃料燃燒時(shí)一旦把熱量釋放出去，就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來(lái)供人類重新利用。電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過(guò)燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能，我們很難把這些內(nèi)能收集起來(lái)重新利用。這些現(xiàn)象說(shuō)明(　　)
A.在能源利用的過(guò)程中，能量會(huì)減少，能量守恒定律不成立
B.我們?cè)诶媚茉磿r(shí)，能量會(huì)耗散，自然界可利用的能源會(huì)越來(lái)越少
C.與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都是不可逆的，能量轉(zhuǎn)化具有方向性
D.自然界中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化都是不可逆的，各種能量最終都會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
解析　在能源利用的過(guò)程中，能量在數(shù)量上不會(huì)減少，能量守恒定律依然成立，但是能量會(huì)發(fā)生耗散，在可利用的品質(zhì)上會(huì)降低，從便于利用的能源變成不便于利用的能源，自然界可利用的能源會(huì)越來(lái)越少，故A錯(cuò)誤，B正確；與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都是不可逆的，能量轉(zhuǎn)化具有方向性，故C正確；自然界中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化在自發(fā)情況下都是不可逆的，但在其他外在條件介入的情況下可以發(fā)生逆過(guò)程，能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性，各種能量最終都會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。
AB
培優(yōu)加強(qiáng)練
12.(多選)(2022·湖南卷，改編)利用“渦流效應(yīng)”可實(shí)現(xiàn)冷熱氣體的分離。如圖，一冷熱氣體分離裝置由噴嘴、渦流室、環(huán)形管、分離擋板和冷熱兩端管等構(gòu)成。高壓氮?dú)庥蓢娮烨邢蛄魅霚u流室中，然后以螺旋方式在環(huán)形管中向右旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，分子熱運(yùn)動(dòng)速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位，而分子熱運(yùn)動(dòng)速率較大的氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位。氣流到達(dá)分離擋板處時(shí)，中心部位氣流與分離擋板碰撞后反向，從A端流出，邊緣部位氣流從B端流出。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.A端為冷端，B端為熱端
B.A端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率一定小于B端流出的
C.A端流出的氣體內(nèi)能一定大于B端流出的
D.該裝置氣體進(jìn)出的過(guò)程滿足能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律
解析　分子熱運(yùn)動(dòng)速率較大的氣體分子將聚集到環(huán)形管邊緣部位，從B端流出，分子熱運(yùn)動(dòng)速率較小的氣體分子將聚集到環(huán)形管中心部位，中心部位氣流與分離擋板碰撞后反向，從A端流出，根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志可知，B端為熱端，A端為冷端，A端流出的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率一定小于B端流出的，選項(xiàng)A、B正確；理想氣體的內(nèi)能只與溫度和質(zhì)量有關(guān)，根據(jù)題述，不知兩端流出氣體的質(zhì)量關(guān)系，所以不能判斷出兩端流出氣體的內(nèi)能關(guān)系，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；該裝置將冷熱不均的氣體進(jìn)行分離，噴嘴處有高壓，即通過(guò)外界做功而實(shí)現(xiàn)，并非自發(fā)進(jìn)行，不違背熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

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