（2021新人教版）高中物理选择性必修第三册第3章 4.热力学第二定律讲义.doc

1、4.热力学第二定律热力学第二定律 学习目标：学习目标：1物理观念物理观念知道传热、扩散现象、机械能与内能的转化具有方向性知道传热、扩散现象、机械能与内能的转化具有方向性， 了解能量耗散和品质降低的内容了解能量耗散和品质降低的内容，能解释相关现象。能解释相关现象。2.科学思维科学思维理解热力学第二定理解热力学第二定 律的两种表述律的两种表述，学会用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移及方向性问题学会用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移及方向性问题， 提高分析推理能力。提高分析推理能力。3.科学探究科学探究通过对热机效率的探讨通过对热机效率的探讨，揭示热机效率不能达揭示热机效率不能达

2、到到 100%的实质的实质，学会与他人交流合作学会与他人交流合作，提高探索科学的能力提高探索科学的能力。4.科学态度与责任科学态度与责任学会学会 科学家探索问题的方法科学家探索问题的方法，实事求是的科学态度实事求是的科学态度，培养学习科学的兴趣。培养学习科学的兴趣。 阅读本节教材阅读本节教材，回答第回答第 59 页页“问题问题”并梳理必要的知识点并梳理必要的知识点。 教材教材 P59“问题问题”提示：提示：扩散具有方向性扩散具有方向性，颜料不能自发地重新聚集在一起颜料不能自发地重新聚集在一起，其余其余 部分不能变成清水。部分不能变成清水。 一、热力学第二定律一、热力学第二定律 1热力学第二定律

3、的克劳修斯表述热力学第二定律的克劳修斯表述 (1)内容：热量不能自发地从内容：热量不能自发地从低温低温物体传到物体传到高温高温物体物体。即传热的过程具有即传热的过程具有方向性方向性。 (2)传热的方向性传热的方向性 热量可以自发地由热量可以自发地由高温高温物体传给物体传给低温低温物体物体。 热量不能自发地由热量不能自发地由低温低温物体传给物体传给高温高温物体物体。 一切与热现象有关的宏观自然过程都是一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的不可逆的。 说明：说明：在表述中强调在表述中强调“自发自发”，就是不需要任何第三者介入就是不需要任何第三者介入，就能发生。就能发生。 2热力学第二定律的另一

4、种表述热力学第二定律的另一种表述 (1)热机热机 热机工作的两个阶段热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的把燃料中的化学能化学能变成工作物质变成工作物质 的的内能内能。第二个阶段是工作物质对外第二个阶段是工作物质对外做功做功，把自己的内能变成把自己的内能变成机械能机械能。 热机的效率热机的效率：热机输出的热机输出的机械功机械功 W 与燃料产生的与燃料产生的热量热量 Q 的比值的比值。用公式表示用公式表示： W Q。 。 (2)开尔文表达开尔文表达 不可能从单一热库吸收热量不可能从单一热库吸收热量，使之使之完全变成功完全变成功，而不产生其他影响而不产生其他影响。

5、(该表述阐述该表述阐述 了机械能与内能转化的方向性了机械能与内能转化的方向性) 注意：注意：热力学第二定律的克劳修斯和开尔文表述是等价的。热力学第二定律的克劳修斯和开尔文表述是等价的。 二、能源是有限的二、能源是有限的 1能量耗散：有序度较高能量耗散：有序度较高(集中度较高集中度较高)的能量转化为 的能量转化为内能内能，流散到环境中无法重流散到环境中无法重 新收集起来加以利用的现象新收集起来加以利用的现象。 2各种形式的能量向内能的转化各种形式的能量向内能的转化，是无序程度是无序程度较小 较小的状态向无序程度的状态向无序程度较大较大的状态的状态 的转化的转化，是能够是能够自动自动发生发生、全额

6、发生的全额发生的。 3能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有方向 方向性性。 4能量耗散虽然不会导致能量总量的减少能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量却会导致能量品质品质的降低的降低，它实际上它实际上 是将能量从高度有用的是将能量从高度有用的高品质高品质形式降级为不大可用的形式降级为不大可用的低品质低品质形式形式。 说明：说明：虽然能量总量不会减少虽然能量总量不会减少，但能源会逐步减少但能源会逐步减少，因此能源是有限的资源。因此能源是有限的资源。 1思考判断思考判断(正确的打正确的打“”“”，错误的打错误的打

7、“”“”) (1)传热的过程是具有方向性的传热的过程是具有方向性的。() (2)科技发达后科技发达后，热机的效率可以达到热机的效率可以达到 100%。() (3)机械能可以全部转化为内能机械能可以全部转化为内能，而内能不能自发地全部转化为机械能而内能不能自发地全部转化为机械能。() (4)根据能量守恒定律可知根据能量守恒定律可知，节约能源是没有必要的节约能源是没有必要的。() 2(多选多选)根据热力学第二定律根据热力学第二定律，下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功，而不引起其他变化而不引起其他变化 B没有冷凝

8、器没有冷凝器，只有单一的热源只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功能将从单一热源吸收的热量全部用来做功， ，而而 不引起其他变化的热机是可以实现的不引起其他变化的热机是可以实现的 C制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气而不引起其他变化制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气而不引起其他变化 D在火力发电中在火力发电中，燃气的内能不可能全部变成电能燃气的内能不可能全部变成电能 AD热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，故故 A 正确正确；机械机械 能和内能的转化过程具有方向性能和内能的转化过程具有方向性，机

9、械能可以全部转化为内能机械能可以全部转化为内能，而内能要全部转化为机而内能要全部转化为机 械能必须有外界的帮助械能必须有外界的帮助，故故 B 错误；冰箱向外传递热量时消耗了电能错误；冰箱向外传递热量时消耗了电能，故故 C 错误；火错误；火 力发电时力发电时，能量转化的过程为内能能量转化的过程为内能机械能机械能电能电能，因为内能向机械能转化过程中会对因为内能向机械能转化过程中会对 外放出热量外放出热量，故燃气的内能必然不会全部变为电能故燃气的内能必然不会全部变为电能，故故 D 正确。正确。 3(多选多选)热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。 。所谓能

10、量耗散是指在能所谓能量耗散是指在能 量转化的过程中无法把流散的能量重新收集量转化的过程中无法把流散的能量重新收集、重新加以利用重新加以利用。下列关于能量耗散的说法下列关于能量耗散的说法 中正确的是中正确的是() A能量耗散说明能量不守恒能量耗散说明能量不守恒 B能量耗散不符合热力学第二定律能量耗散不符合热力学第二定律 C能量耗散过程中能量仍守恒能量耗散过程中能量仍守恒 D能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 CD能量耗散过程能量仍守恒能量耗散过程能量仍守恒，但可利用的能源越来越少但可利用的能源越来越少，这说明自

11、然界中的宏这说明自然界中的宏 观过程具有方向性观过程具有方向性，恰恰符合热力学第二定律恰恰符合热力学第二定律，故故 C、D 正确。正确。 热力学第二定律热力学第二定律 “火中取栗火中取栗”是大家非常熟悉的成语是大家非常熟悉的成语，如图所示如图所示，这其中包含什么物理知识呢？这其中包含什么物理知识呢？ 提示提示：当手伸到火中拿栗子时会被灼伤当手伸到火中拿栗子时会被灼伤，即热量从火传到了手上即热量从火传到了手上，从而使手的温度从而使手的温度 升高升高，这是由热现象的方向性决定的这是由热现象的方向性决定的，绝对不会出现手伸到火中后绝对不会出现手伸到火中后，热量从手上传到火热量从手上传到火 中中，而使

12、手的温度降低而使手的温度降低，而火的温度更高的情况。而火的温度更高的情况。 1对热力学第二定律的理解对热力学第二定律的理解 在热力学第二定律的表述中在热力学第二定律的表述中， 正确地理解正确地理解“自发地自发地”“”“不产生其他影响不产生其他影响”的确切含的确切含 义是理解热力学第二定律的关键所在义是理解热力学第二定律的关键所在。 (1)“自发地自发地”过程就是不受外来干扰进行的自然过程过程就是不受外来干扰进行的自然过程，如重物下落如重物下落、植物的开花植物的开花 结果等都是自然界客观存在的一些过程结果等都是自然界客观存在的一些过程，它不受外界干扰它不受外界干扰。在传热过程中在传热过程中，热量

13、可以自热量可以自 发地从高温物体传向低温物体发地从高温物体传向低温物体，却不能自发地从低温物体传向高温物体却不能自发地从低温物体传向高温物体。要将热量从低要将热量从低 温物体传向高温物体温物体传向高温物体，必须有必须有“对外界的影响或有外界的帮助对外界的影响或有外界的帮助”，就是要有外界对其做就是要有外界对其做 功才能完成功才能完成。电冰箱就是一例电冰箱就是一例，它是靠电流做功的帮助把热量从低温处它是靠电流做功的帮助把热量从低温处“搬搬”运到高温运到高温 处的处的。 (2)“不产生其他影响不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，

14、 ，对周对周 围环境不产生热力学方面的影响围环境不产生热力学方面的影响。如吸热如吸热、放热放热、做功等做功等。 2热机热机 (1)热机：把内能转化成机械能的一种装置热机：把内能转化成机械能的一种装置。 如蒸汽机把水蒸气的内能转化为机械能如蒸汽机把水蒸气的内能转化为机械能； 内燃机把燃烧后的高温高压气体的内能转内燃机把燃烧后的高温高压气体的内能转 化为机械能化为机械能。 (2)热机的工作原理热机的工作原理 工作物质从热库吸收热量工作物质从热库吸收热量 Q1，推动活塞做功推动活塞做功 W，然后排出废气然后排出废气，同时把热量同时把热量 Q2散散 发到冷凝器或大气中发到冷凝器或大气中。 根据能量守恒

15、有根据能量守恒有 Q1WQ2。 (3)热机的效率热机的效率 把热机做的功把热机做的功 W 与它从热库中吸收的热量与它从热库中吸收的热量 Q1的比值叫作热机的效率的比值叫作热机的效率，用用表示表示， 有有W Q1。 。 因为因为 Q1WQ2，所以所以 Q1W，W。 热机的效率不可能达到热机的效率不可能达到 100%，即使是理想热机即使是理想热机，没有摩擦没有摩擦，也没有漏气等能量也没有漏气等能量 损失损失，它也不可能把吸收的热量百分之百地转化为机械能它也不可能把吸收的热量百分之百地转化为机械能，总要有一部分热量散发到冷总要有一部分热量散发到冷 凝器或大气中凝器或大气中。 3热力学第二定律的实质热

16、力学第二定律的实质 热力学第二定律的每一种表述热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而使进而使 人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。 4对热力学第二定律的两种表述等价性的证明对热力学第二定律的两种表述等价性的证明 两种表述是等价的两种表述是等价的，即一个说法是正确的即一个说法是正确的，另一个说法也必然是正确的另一个说法也必然是正确的；如一个说如一个说 法是错误的法是错误的，另一个说法必然是不成立的另一个说法必然是不成立的。 【例【例 1】(多选多选)根

17、据热力学第二定律根据热力学第二定律，下列说法正确的是下列说法正确的是() A热机中燃气的内能不可能全部变成机械能热机中燃气的内能不可能全部变成机械能 B电能不可能全部转变成内能电能不可能全部转变成内能 C在火力发电机中在火力发电机中，燃气的内能不可能全部转变成电能燃气的内能不可能全部转变成电能 D在热传导中在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 思路点拨：思路点拨：(1)热机效率不可能达到热机效率不可能达到 100%。 (2)对对“自发自发”的的正确理解。正确理解。 ACD凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性。无论采用任何设备和手段凡是

18、与热现象有关的宏观热现象都具有方向性。无论采用任何设备和手段 进行能量转化进行能量转化，热机的效率不可能达到热机的效率不可能达到 100%，故热机中燃气的内能不能全部转化为机故热机中燃气的内能不能全部转化为机 械能械能，故故 A 正确；火力发电机发电时正确；火力发电机发电时，能量转化的过程为内能能量转化的过程为内能机械能机械能电能电能，因为因为 内能内能机械能的转化过程中会对外放出热量机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部转变为电能故燃气的内能必然不能全部转变为电能， 故故 C 正确；热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行正确；热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必

19、须借助外界的帮助必须借助外界的帮助，结结 果会带来其他影响果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种这正是热力学第二定律第一种(克劳修斯克劳修斯)表述的主要思想表述的主要思想，故故 D 正正 确。确。 理解热力学第二定律的实质理解热力学第二定律的实质， 即自然界中进行的所有涉及热现象的宏观过程都具有即自然界中进行的所有涉及热现象的宏观过程都具有 方向性。理解的关键在于方向性。理解的关键在于“自发自发”和和“不产生其他影响不产生其他影响”。 跟进训练跟进训练 1(多选多选)如图中汽缸内盛有定量的理想气体如图中汽缸内盛有定量的理想气体，汽缸壁是导热的汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒缸外环境保持恒

20、温温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气但不漏气，现将活塞杆缓慢向右移动现将活塞杆缓慢向右移动，这样气体将这样气体将 等温膨胀并通过杆对外做功等温膨胀并通过杆对外做功。若已知理想气体的内能只与温度有关若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的则下列说法正确的 是是() A气体是从单一热源吸热气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功全部用来对外做功，此过程违背热力学第二定律此过程违背热力学第二定律 B气体是从单一热源吸热气体是从单一热源吸热，但并未全部用来对外做功但并未全部用来对外做功， ，此过程不违背热力学第二此过程不违背热力学第二 定律定律 C气体是从单一热

21、源吸热气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功全部用来对外做功， ，此过程不违背热力学第二定律此过程不违背热力学第二定律 D气体是从单一热源吸热气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功全部用来对外做功，此过程不违背热力学第一定律此过程不违背热力学第一定律 CD由于气体始终通过汽缸与外界接触由于气体始终通过汽缸与外界接触，外界温度不变外界温度不变，活塞杆与外界连接并使活塞杆与外界连接并使 其缓慢地向右移动过程中其缓慢地向右移动过程中，有足够时间进行热交换有足够时间进行热交换，气体等温膨胀气体等温膨胀，所以汽缸内的气体所以汽缸内的气体 温度不变温度不变，内能也不变内能也不变，该过程气体是从单一热源即外

22、部环境吸收热量该过程气体是从单一热源即外部环境吸收热量，即全部用来对即全部用来对 外做功才能保证内能不变外做功才能保证内能不变， 此过程既不违背热力学第二定律此过程既不违背热力学第二定律， 也不违背热力学第一定律也不违背热力学第一定律， 此过程由外力对活塞做功来维持此过程由外力对活塞做功来维持， 如果没有外力如果没有外力 F 对活塞做功对活塞做功， 此过程不可能发生此过程不可能发生， C、 D 正确。正确。 能源是有限的能源是有限的 如图如图，质量和温度相同的水质量和温度相同的水，分别处于固态分别处于固态、液态和气态三种状态下液态和气态三种状态下，它们的熵的它们的熵的 大小有什么关系？为什么？

23、大小有什么关系？为什么？ 气体气体液体液体固体固体 提示：提示：根据大量分子运动对系统无序程度的影响根据大量分子运动对系统无序程度的影响，热力学第二定律又有一种表述热力学第二定律又有一种表述： 由大量分子组成的系统自发变化时由大量分子组成的系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展总是向着无序程度增加的方向发展，至少无序程度至少无序程度 不会减少不会减少。这就是说这就是说，任何一个系统自发变化时任何一个系统自发变化时，系统的熵要么增加系统的熵要么增加，要么不变要么不变，但不但不 会减小会减小。质量相同质量相同，温度相同的水温度相同的水，可以由固体自发地向液态可以由固体自发地向液态、气态转化

24、气态转化，所以所以，气态气态 时的熵最大时的熵最大，其次是液态其次是液态，固态时的熵最小。固态时的熵最小。 1如何正确理解能量耗散和品质降低如何正确理解能量耗散和品质降低 (1)各种形式的能最终都转化为内能各种形式的能最终都转化为内能，流散到周围的环境中流散到周围的环境中，分散在环境中的内能分散在环境中的内能 不管数量多么巨大不管数量多么巨大，它也不过只能使地球它也不过只能使地球、大气稍稍变暖一点大气稍稍变暖一点，却再也不能驱动机器做却再也不能驱动机器做 功了功了。 (2)从可被利用的价值来看从可被利用的价值来看，内能较之机械能内能较之机械能、电能等电能等，是一种低品质的能量是一种低品质的能量

25、。由由 此可知此可知，能量耗散虽然不会导致能量的总量减少能量耗散虽然不会导致能量的总量减少，却会导致能量品质的降低却会导致能量品质的降低，实际上是实际上是 将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式。 (3)能量耗散导致可利用能源减少能量耗散导致可利用能源减少，所以要节约能源所以要节约能源。 2熵增加原理熵增加原理 (1)熵是无序程度的量度：根据熵的含义熵是无序程度的量度：根据熵的含义，热力学系统处于非平衡态时的粒子热运热力学系统处于非平衡态时的粒子热运 动有一定的有序性动有一定的有序性，因此因此，其熵值较小其熵值较小；当其达到平衡态后当其达到平衡态后

26、，其粒子热运动的无序性达其粒子热运动的无序性达 到极高程度到极高程度，使其熵值达到最大值使其熵值达到最大值。 (2)热力学系统演化的方向性：对于绝热或孤立的热力学系统而言热力学系统演化的方向性：对于绝热或孤立的热力学系统而言，所发生的是由所发生的是由 非平衡态向着平衡态的变化过程非平衡态向着平衡态的变化过程，因此因此，总是朝着熵增加的方向进行总是朝着熵增加的方向进行，或者说或者说，一个孤一个孤 立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，这就是熵增加原理这就是熵增加原理，也就是热力学第二定也就是热力学第二定 律的另一种表述形式律的另一种表述形式。 如果过程可逆

27、如果过程可逆，则熵不变则熵不变；如果过程不可逆如果过程不可逆，则熵增加则熵增加，熵增加原理的适用对象是熵增加原理的适用对象是 对于孤立系统对于孤立系统，如果是非孤立系统如果是非孤立系统，熵有可能减少熵有可能减少。 【例【例 2】(多选多选)下列关于能量耗散的说法正确的是下列关于能量耗散的说法正确的是() A能量耗散使能的总量减少能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律违背了能量守恒定律 B能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用 C各种形式的能量向内能的转化各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的是能够自动全额发生的 D能量耗散

28、导致能量品质的降低能量耗散导致能量品质的降低 思路点拨：思路点拨：(1)能量转化与转移是守恒的。能量转化与转移是守恒的。 (2)能量耗散使品质降低能量耗散使品质降低，不好利用。不好利用。 BCD能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收， 遵守能量守恒定律遵守能量守恒定律，但使得能量品质降低但使得能量品质降低，选项选项 A 错误错误，D 正确；耗散的内能无法再正确；耗散的内能无法再 被利用被利用，选项选项 B 正确；其他形式的能在一定的条件下可以全部转化为内能正确；其他形式的能在一定的条件下可以全部转化为内能，但

29、相反过但相反过 程却不能够全额进行程却不能够全额进行，选项选项 C 正确。故正确。故 B、C、D 正确。正确。 能量耗散不仅遵循能量守恒定律能量耗散不仅遵循能量守恒定律， 而且从能量转化的角度反映出自然界的宏观过程而且从能量转化的角度反映出自然界的宏观过程 具有方向性具有方向性。 跟进训练跟进训练 2(多选多选)下列关于能源的说法中正确的是下列关于能源的说法中正确的是() A能源是取之不尽能源是取之不尽，用之不竭的用之不竭的 B能源是有限的能源是有限的，特别是常规能源特别是常规能源，如煤如煤、 、石油石油、天然气等天然气等 C大量消耗常规能源会使环境恶化大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发

30、利用新能源故提倡开发利用新能源 D核能的利用对环境的影响比燃烧石油核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大煤炭大 BC尽管能量守恒尽管能量守恒，但耗散的能量无法重新收集利用但耗散的能量无法重新收集利用，所以能源是有限的所以能源是有限的，特别特别 是常规能源是常规能源，A 错误错误，B 正确；常规能源的利用比新能源核能的利用对环境影响大正确；常规能源的利用比新能源核能的利用对环境影响大，C 正确正确，D 错误。错误。 3(多选多选)对于孤立体系中发生的实际过程对于孤立体系中发生的实际过程， ，下列说法中正确的是下列说法中正确的是() A系统的总熵只能增大系统的总熵只能增大，不可能减小不可能减小

31、B系统的总熵可能增大系统的总熵可能增大，可能不变可能不变，还可能减小还可能减小 C系统逐渐从比较有序的状态向更无序的状态发展系统逐渐从比较有序的状态向更无序的状态发展 D系统逐渐从比较无序的状态向更有序的状态发展系统逐渐从比较无序的状态向更有序的状态发展 AC在孤立体系中发生的实际过程在孤立体系中发生的实际过程，其系统的总熵是增加的其系统的总熵是增加的，它不可能减小它不可能减小，故故 A 正确正确，B 错误错误；根据熵增加原理根据熵增加原理，系统总是自发的从比较有序的状态向更无序的状态系统总是自发的从比较有序的状态向更无序的状态 发展发展，故故 C 正确正确，D 错误。错误。 1物理观念：物理

32、观念：热力学第二定律的两种表述热力学第二定律的两种表述、能源是有限的能源是有限的、熵熵。 2科学思维：科学思维：应用热力学第二定律解题应用热力学第二定律解题， ，熵的理解熵的理解。 3科学方法：科学方法：讨论法讨论法、推理法推理法、比较法比较法。 1下列说法中正确的是下列说法中正确的是() A电动机是把电能全部转化为机械能的装置电动机是把电能全部转化为机械能的装置 B热机是将内能全部转化为机械能的装置热机是将内能全部转化为机械能的装置 C随着技术不断发展随着技术不断发展，可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能 D虽然不同形式的能量可以相互转化虽然不同形式的

33、能量可以相互转化，但不可能将已转化成内能的能量全部收集但不可能将已转化成内能的能量全部收集 起来加以完全利用起来加以完全利用 D由于电阻的存在由于电阻的存在， 电流通过电动机时一定会发热电流通过电动机时一定会发热， 电能不能全部转化为机械能电能不能全部转化为机械能， A 错误错误；根据热力学第二定律知根据热力学第二定律知，热机不可能将内能全部转化为机械能热机不可能将内能全部转化为机械能，B 错误错误；C 项项 说法违背热力学第二定律说法违背热力学第二定律，C 错误；由于能量耗散错误；由于能量耗散，能源的可利用率降低能源的可利用率降低，D 正确。正确。 2下列说法正确的是下列说法正确的是() A

34、能量耗散说明能量在不断减少能量耗散说明能量在不断减少 B能量耗散从能量转化角度反映出自然界的宏观过程具有方向性能量耗散从能量转化角度反映出自然界的宏观过程具有方向性 C热量不可能从低温物体传给高温物体热量不可能从低温物体传给高温物体 D根据热力学第二定律根据热力学第二定律，在火力发电机中在火力发电机中，燃气的内能可以全部转化为电能 燃气的内能可以全部转化为电能 B能量耗散是指能量的可利用率越来越低能量耗散是指能量的可利用率越来越低，由于能量守恒由于能量守恒，故能量不会减少故能量不会减少，选选 项项 A 错误；根据热力学定律可知错误；根据热力学定律可知，与热现象有关的宏观自然过程具有方向性与热现

35、象有关的宏观自然过程具有方向性，能量耗能量耗 散就是从能量的角度反映了这种方向性散就是从能量的角度反映了这种方向性，选项选项 B 正确；根据热力学第二定律可知正确；根据热力学第二定律可知，能能 量转化和转移具有方向性量转化和转移具有方向性，热量不能自发地从低温物体传给高温物体热量不能自发地从低温物体传给高温物体，但可以借助其他但可以借助其他 办法实现办法实现，选项选项 C 错误；火力发电机发电时错误；火力发电机发电时，能量转化的过程为化学能能量转化的过程为化学能内能内能机械机械 能能电能电能，因为内能因为内能机械能的转化过程中会对外放出热量机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能

36、全故燃气的内能必然不能全 部变为电能部变为电能，选项选项 D 错误。错误。 3下列说法正确的是下列说法正确的是() A功可以完全转化为热量功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功而热量不可以完全转化为功 B热机必须是具有两个热库热机必须是具有两个热库，才能实现热功转化才能实现热功转化 C热机的效率不可能大于热机的效率不可能大于 1，但可能等于但可能等于 1 D热机的效率必定小于热机的效率必定小于 1 D开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功，但必然要产生其他变化但必然要产生其他变化，比如气比如气 体等温膨胀体等温膨胀，气体内能完全转化为功气体内能完全

37、转化为功，但气体体积增大了但气体体积增大了，A 错误；开尔文表述指出错误；开尔文表述指出， 热机不可能只有单一热库热机不可能只有单一热库，但未必就是两个热库但未必就是两个热库，可以具有两个以上热库可以具有两个以上热库，B 错误错误；由由 Q1 Q2 Q1 可知可知，只要只要 Q20，1，如果如果 Q20，则低温热库不存在则低温热库不存在，违背了开尔文违背了开尔文 表述表述，C 错误错误，D 正确。正确。 4(多选多选)根据热力学第二定律可知根据热力学第二定律可知，下列说法正确的有下列说法正确的有() A热量能够从高温物体传到低温物体热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体但

38、不能从低温物体传到高温物体 B热量能够从高温物体传到低温物体热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体也可能从低温物体传到高温物体 C机械功可以全部转化为热量机械功可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械功但热量不可能全部转化为机械功 D机械功可以全部转化为热量机械功可以全部转化为热量，热量也可能全部转化为机械功热量也可能全部转化为机械功 BD根据传热的规律可知热量能够从高温物体传到低温物体根据传热的规律可知热量能够从高温物体传到低温物体；当外界对系统做功当外界对系统做功 时时，可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去，制

39、冷机制冷机(例如冰箱和空调例如冰箱和空调)就是就是 这样的装置这样的装置，但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，A 错误错误，B 正确正确；一个运一个运 动的物体动的物体，克服摩擦阻力做功克服摩擦阻力做功，最终停止最终停止，在这个过程中机械功全部转化为热量在这个过程中机械功全部转化为热量，外界外界 条件发生变化时条件发生变化时，热量也可以全部转化为机械功热量也可以全部转化为机械功；例如在等温膨胀过程中例如在等温膨胀过程中，系统吸收的系统吸收的 热量全部转化为对外界做的功热量全部转化为对外界做的功，C 错误错误，D 正确。正确。 5我国自古有我国自古有

40、“昼涨称潮昼涨称潮，夜涨称汐夜涨称汐”的说法 的说法。潮汐主要是由太阳和月球对海水潮汐主要是由太阳和月球对海水 的引力造成的的引力造成的，以月球对海水的引力为主以月球对海水的引力为主。 (1)世界两大观潮胜地世界两大观潮胜地，一处是亚马孙河北河口一处是亚马孙河北河口，另一处是我国的另一处是我国的_入海口入海口。 (2)图中图中，a、b 是某些潮汐发电示意图是某些潮汐发电示意图。涨潮时开闸门涨潮时开闸门(图图 a)，水由通道进入海湾水水由通道进入海湾水 库蓄水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门待水面升至最高点时关闭闸门，当落潮时当落潮时，开闸放水发电开闸放水发电(图图 b)。设海湾水库设海湾水库

41、 面积为面积为 5.0108m2，平均潮差为平均潮差为 3.0 m，一天涨落潮两次一天涨落潮两次，发电的平均能量转化率发电的平均能量转化率为为 10%，则一天内发电的平均功率约为则一天内发电的平均功率约为(水 水取 取 1.0103kg/m3，g 取取 10 m/s2)_。 A2.6104kWB5.2104kW C2.6105kWD5.2105kW 解析解析(1)钱塘江是世界著名的观潮胜地钱塘江是世界著名的观潮胜地， 有有“八月十八潮八月十八潮， 壮观天下无 壮观天下无”的说法的说法。 (2)发电时水减少的势能发电时水减少的势能Epmgh水 水Shgh， ，其中其中hh 2， ，一天发电两次一天发电两次，转化转化 成的电能成的电能 E2Ep10%，PE t ，代入数值得代入数值得 P5.2104kW，B 正确。正确。 答案答案 (1)钱塘江钱塘江(2)B