高二物理热力学第二定律

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
• 答案: C
• 3.关于热力学定律,下列说法正确的是( ) • A.在一定条件下物体的温度可以降到0 K • B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做

• C.吸收了热量的物体,其内能一定增加 • D.压缩气体总能使气体的温度升高
• 解析: 热力学零度,即我们所说的-273.15 ℃,这个温度只能无限接近而不能达到,A错; 由热力学第二定律知,物体不可能从单一热源 吸收热量全部用来做功而不引起其他变化,换 句话说,在引起其他变化的情况下,物体可以 从单一热源吸收热量全部用来做功,所以B正 确;根据热力学第一定律,ΔU=W+Q知,改 变物体内能的方式是做功和热传递,所以物体 吸收了热量或对物体做功其内能都不一定增加, 故C、D错.
要求 很小的能量启动 有一个热源,实
后,可以永远运 现内能与机械能
动下去)
的转化)

关于两类永动机和热力学的两个定律,
下列说法正确的是( )
• A.第二类永动机不可能制成是因为违反了热 力学第一定律
• B.第一类永动机不可能制成是因为违反了热 力学第二定律
• C.由热力学第一定律可知做功不一定改变内 能,传热也不一定改变内能,但同时做功和传 热一定会改变内能
运动时,机械能全部转化为内能);
• 【反思总结】 热量可以从高温物体传到 低温物体.也可以从低温物体传到高温物 体,只不过前者能自发地进行,后者必须 借助外界的帮助;机械能可以全部转化为 内能,而内能要全部转化为机械能,肯定 会引起其他变化
• 【跟踪发散】 1-1:关于永动机和热力学定 律的讨论,下列叙述正确的是( )
• C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律 • D.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
• 解析: 热力学第一定律是热现象中内能与其 他形式能的转化规律,是能的转化和守恒定律 的具体表现,适用于所有的热学过程,故C正 确,D错误;再根据热力学第二定律,热量不 能自发地从低温物体传到高温物体,必须借助 于其他系统做功.A错误,B正确,故选B、C.
• 4.热力学第二定律
• 一、热力学第二定律的一种表述
• 1.热传导的方向性
• (1)凡是实际的过程,只要涉及热现象,方都向有
特定的
性 ; 这 些方过向程 可 以 自 发 地 朝 某

进行,而相反的过程.即使不违背能
量守恒定律,它们也不会 自发 地进行.
• (2) 一 切 与 热 现 象 有 关 的 宏 观 自 然不可过逆程 都 是
• ◎ 教材资料分析
• 〔思考与讨论〕
• 地球上海水的总质量达1.4×1021 kg.如果把这 些海水的温度降低1 ℃,放出的热量就达 9×1018 kW·h,足够全世界使用4 000年.这 个设想不违背能量守恒定律,但是不能实现, 所以叫做第二类永动机.前面学到的,违背能 量守恒定律的永动机,叫做第一类永动机.
• 2.其他影响:指除了从单一热库吸收的热量, 以及所做的功以外的其他一切影响;或者除了 从低温物体吸收热量、高温物体得到相同的热 量外,其他一切影响和变化.不是不能从单一 热库吸收热量而对外做功,而是这样做的结果, 一定伴随着其他变化或影响.同样,也不是热 量不能从低温物体传到高温物体,而是指不产 生其他影响的自动热传递是不可能的.
热量能全部用来做功而不引起其他变化的热机,也就是被称为
第二类永动机的热机是永远不可能制造成功的.

根据热力学第二定律分析,下列说法
中正确的是( )
• A.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
• B.热量能够从高温物体传到低温物体,也可 以从低温物体传到高温物体
• C.机械能可以全部转化为内能,但变化的内 能不可以全部转化为机械能
• B.只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机 得到的全部内能转化为机械能
• C.满足能量守恒定律的物理过程都能自发的 进行
• D.外界对物体做功,物体的内能必然增加
• 解析: 由热力学第二定律的开尔文表述可知 A对.热机效率总低于100%,B错.满足能量 守恒的过程未必能自发进行,任何过程一定满 足热力学第二定律,C错.由热力学第一定律 ΔU=W+Q可知,W>0,ΔU不一定大于0,即 内能不一定增加,D错.
的内能变成
. 做功
机械能
,把自己
• (2)热机的效率:热机输机出械的功
与燃料产
热量
生的
的比值η.=WQ用公式表示为η=
.
单一热源
• 2.开尔文表述:不可能从
吸收
热量,使之完全变成功,而不产生其他影
响.(即机械能与内能转化具有方向性).
• 一、热力学第二定律理解中的几个问题
• 1.单一热库:指温度均匀并且恒定不变的系 统.若一系统各部分温度不相同或者温度不稳 定,则构成机器的工作物质可以在不同温度的 两部分之间工作,从而可以对外做功.据报道, 有些国家已在研究利用海水上下温度不同来发 电.
• 答案: BCD
• 6.随着世界经济的快速发展,能源短缺问 题日显突出,近期油价不断攀升,已对各 国人民的日常生活造成了各种影响,如排 长队等待加油的情景已经多次在世界各地 发生,能源成为困扰世界经济发展的重大 难题之一,下列有关能量转化的说法中错 误的是( )
• A.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用 来做功,而不引起其他的变化
• D.由热力学第二定律可知热量从低温物体传 向高温物体是可能的,从单一热源吸收热量, 完全变成功也是可能的
• 解析:
• 答案: D • 【反思总结】 第一类永动机违反能量守恒定
律,第二类永动机不违反能量守恒定律,但违 反热力学第二定律.热力学第一定律是能量守 恒定律的一种具体形式,而热力学第二定律反 映的是热现象的方向性.
• 3.关于“不可能”:实际上热机或制冷机系 统循环终了时,除了从单一热库吸收热量对外 做功,以及热量从低温热库传到高温热库以外, 过程所产生的其他一切影响,不论用任何曲折 复杂的办法都不可能加以消除.
• 4.两种表述是等价的
• 如果克劳修斯表达不成立,则开尔文表述也不 成立.
• 5.热力学第二定律的实质
的.
• 2.热力学自第发二定律的一种表述
• 热量不能
地 从 低 温传物热 体 传 到 高 温 物
体.这是热力学第二定律的克劳修斯表述,阐
述的是
的方向性.
• 二、热力学第二定律的另一种表述
• 1.热机
• (1)热机工作的两个阶段
• 第一个阶段是燃烧燃料 变成工作物质的内能.
,化把学能燃料中的
• 第二个阶段是工作物质对外
• D.随着节能减排措施的不断完善,最终也不 会使汽车热机的效率达到100%
• 解析: 热力学第二定律反映的是与热现 象有关的宏观过程的方向性的规律,A不属 于热现象,A错;由热力学第二定律可知B、 C、D正确.
• 答案: BCD
• 5.关于热力学第一定律和热力学第二定律, 下列论述正确的是( )
• 答案: BC
• 【跟踪发散】 2-1:关于热现象和热学规律, 下列说法中正确的是( )
• A.随着低温技术的发展,我们可以使温度逐 渐降低,并达到绝对零度,最终实现热机效率 100%
• B.热量是不可能从低温物体传递给高温物体 的
• C.第二类永动机遵守能量守恒定律故能制成
• D.用活塞压缩汽缸里的空气,对空气做功 2.0×105 J,同时空气向外界放出热量1.5×105 J,则空气的内能增加了0.5×105 J
热力学中的体现, 现象有关的宏观 区别 否定了创造能量 自然过程都是不
和消灭能量的可 可逆的,从而否
能性,从而否定 定了第二类永动 了第一类永动机 机
比较 • 2项.两类永第动一机类的永比动较机
第二类永动机
不消耗任何能量, 将内能全部转化为
可以不断地对外 机械能,而不引
设计 做功(或只给予 起其他变化(或只
• 解析: 绝对零度不可能达到,A错误;由 热力学第二定律知,B、C错误;由热力学 第一定律知,D正确.
• 答案: D
• 1.下列哪些物理过程具有方向性( ) • A.热传导过程 • B.机械能和内能的转化过程 • C.气体的扩散过程 • D.气体向真空中膨胀的过程
• 解析: 一切与热现象有关的自然现象都具有 方向性,应选ABCD.
• 学过热力学第二定律之后,你能说出为什么不 能制成第二类永动机吗?
• 【点拨】 虽然第二类永动机不违反能量 守恒定律,大量的事实证明,在任何情况 下热机都不可能只有一个热源,热机要不 断地把吸取的热量变为有用的功,就不可 避免地将一部分热量传给低温热源.
若热机从高温热源吸收热量Q1,其中一部分转化为对外所
• 答案: B
• 4.下列宏观过程能用热力学第二定律解释的 是( )
• A.大米和小米混合后小米能自发地填充到大 米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动 分开
• B.将一滴红墨水滴入一杯清水中,会均匀扩 散到整杯水中,经过一段时间,墨水和清水不 会自动分开
• C.冬季的夜晚,放在室外的物体随气温的降 低,不会由内能自发地转化为机械能而动起来
• 答案: D

如图所示为电冰箱的工作原理示意
图.压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内
外的管道中不内的热量,经过冷凝器时制
冷剂液化,放出热量到箱体外,下列说法
正确的是( )
• A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 • B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的
热量传到外界,是因为其消耗了电能
• A.第二类永动机违反能量守恒定律
• B.如果物体从外界吸收了热量,则物体的内 能一定增加
• C.外界对物体做功,则物体的内能一定增加
• D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但 从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式 是有区别的
• 解析: 第二类永动机违反热力学第二定律, 并不是违反能量守恒定律,故A错.据热力学 第二定律ΔU=Q+W知内能的变化由做功W和 热传递Q两个方面共同决定,只知道做功情况 或只知道传热情况无法确定内能的变化情况, 故B、C项错误.做功和热传递都可改变物体 内能.但做功是不同形式能的转化,而热传递 是同种形式能间的转移,这两种方式是有区别 的,故D正确.
• A.热力学第一定律指出内能可以与其他形式 的能相互转化,而热力学第二定律则指出内能 不可能完全转化为其他形式的能,故这两条定 律是相互矛盾的
• B.内能可以转化为其他形式的能,只是会产 生其他影响,故两条定律并不矛盾
• C.两条定律都是有关能量的转化规律,它们 不但不矛盾,而且没有本质区别
• D.其实,能量守恒定律已经包含了热力学第 一定律和热力学第二定律
• 答案: ABCD
• 2.关于热传导的方向性,下列说法正确的是 ()
• A.热量只能由高温物体传给低温物体 • B.热量能自发地由低温物体传给高温物体 • C.在一定条件下,热量也可以从低温物体传
给高温物体
• D.热量一定不可能从低温物体传给高温物体
• 解析: 在有外力做功情况下,热量可以从低 温物体传递给高温物体,而热量只能自发地从 高温物体传给低温物体,故C选项正确.
• 答案: BCD
• 7.(2011·大纲全国卷·14)关于一定量的气体, 下列叙述正确的是( )
• 热力学第二定律的每一种描述,都揭示了 大量分子参与宏观过程的方向性,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.
• 规二律、热力学第一、第二定律的比较及两类 区别永动机的热比力较学第一定律 热力学第二定律 联• 系1.热力学第一定律与热力学第二定律的比
较 热力学第一定律是 热力学第二定律 能量守恒定律在 反映了一切与热
做的机械功W,另一部分热量Q2随废气排放到冷凝器中.根据
能量转化和守恒定律,应有Q1=W+Q2,热机效率η=
W Q1

Q1-Q2 Q1
=1-
Q2 Q1
<1.可见,任何热机(即使是理想热机,没有摩
擦,也没有漏气等能量损失)都不可能把吸收的能量百分之百地
转化成机械能,总有一部分热量Q2散发到冷凝器中.也就是 说,那种没有冷凝器,只有单一热源,从这个单一热源吸收的
• 解析:
选项
个性分析
A错误 根据传热的规律可知,热量可以自发 地从高温物体传到低温物体,但不
能自发地(不需要外界帮助)从低温物
B正确 体传到高温物体。但是如果借助外 界的帮助.热量可以从低温物体传
到高温物体
C错误 机械能可以全部转化为内能(如一个运 • 答案: B动D物体克服摩擦力做功而最终停止
相关文档
最新文档