4.3宏观过程的方向性
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学案3
学案 3 宏观过程的方向性
[学习目标定位] 1.了解热传递、扩散现象、机械能与内能转化等的方向性. 2.知道具有方向性的过程称为不可逆过程．
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学案3
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1．气体膨胀对外界 ________ 做功 ． 2．相互接触的不同物质能够彼此进入对方的现象叫
变化，但通过一些其他手段可以实现，故 B 选项正确．
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学习探究区
三、机械能与内能转化的方向性及其他过程的方向性 [问题设计]
学案3
在平地上滚动的足球克服摩擦力做功，其动能转化为内能，最 终停了下来，同时足球、地面及周围空气的温度略有上升．会 不会有这样的现象：静止的足球和地面、周围的空气自发地降 低温度释放内能，并将释放出的内能全部转化为动能，让足球 又滚动起来？
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图2
自我检测区
A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动 B．自由膨胀前后，气体的压强不变 C．自由膨胀前后，气体的温度不变
学案3
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D． 容器中的气体在足够长的时间内， 能全部自动回到 A 部分
解析 抽去隔板后，气体做无规则热运动，故 A 错；
因容器绝热故 Q＝0.又因气体自由膨胀故 W＝0，由热力学第 一定律 ΔU＝W＋Q 可知 ΔU＝0， 则气体温度不变， C 项正确； 由 pV＝常量可知 p 减小，故 B 错； 气体在足够长的时间内不会自动回到 A 部分，而是做无规则
学习探究区
例 1 关于空调机，下列说法正确的是
学案3
(ABC)
A．制冷空调机工作时，热量从低温物体传到高温物体 B．制暖空调机工作时，热量从高温物体传到低温物体 C． 冷暖空调机工作时， 热量既可以从低温物体传到高温物体， 也可以从高温物体传到低温物体 D．冷暖空调机工作时，热量只能从低温物体传到高温物体
学案3
( B )
A．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后，又自发聚集进 B．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高 C．将水和酒精混合，然后它们又自动地各自分开 D．被工厂废水污染的湖水，废水自发的聚集到一处
解析 A、 C、D 中的过程都是扩散现象，扩散现象具有方向性， 所以逆过程不可能自发完成，故 A、 C、D 错误． 热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的
答案 不可逆．
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[要点提炼] 热传递具有方向性
学案3
高温 物体传向 ________ 低温 物体，但热 1．热量可以自发地从 ________ 低温 物体传向 ________ 量却不能自发地从 ________ 高温 物体．
2．“自发地”过程就是不受外界干扰进行的自然过程． 3．要将热量从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响 或帮助”，就是要有外界对其做功才能完成，例如电冰箱．
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[延伸思考]
学案3
热传导的方向性能否简单理解为 “热量不会从低温物体传 给高温物体”？
答案 不能．热量不会自发地从低温物体传给高温物体， 但如果有外界的影响或帮助，热量可以从低温物体传给高 温物体．例如空调、冰箱等制冷机就是把热量从低温物体 传到了高温物体．
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学案3
例 3 用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点 1 插在热水 中，接触点 2 插在冷水中，如图 1 所示，电流计指针会发生偏 转，这就是温差发电现象．关于这一现象的正确说法是( )
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图1
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A．这一实验过程不违反能量守恒定律 B．在实验过程中，热水一定降温，冷水一定升温
4．扩散现象的方向性：在房间一角喷洒一些香水，香水分子 将弥散到整个房间，然而分散的香水分子却不会 ________________ 自动地再聚到 房间一角去．
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学案3
5．机械能与内能转化的方向性：机械能可以全部转化为内
全部 转化为机械能，而不产生其 能；而内能不可能 ________ 100% ． 他影响，即热机的效率不可能达到 ________
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解析 空调机工作时，热量可以从低温物体传到高温物体，因 为这里有外界做功．
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二、扩散现象的方向性 [问题设计]
学案3
一滴墨水滴进一杯清水中，不久整杯水都均匀地变黑了，有 没有这样的“逆过程”：这杯均匀黑水中的小炭粒又自发地 聚集在一起，成为一滴墨水，而其余部分又变成清水？ 答案 没有． [要点提炼]
解析 内能可以向机械能转化，但必须通过做功来实现．
( C )
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学案3
3．用隔板将一绝热容器隔成 A 和 B 两部分， A 中盛有一定质 量的理想气体， B 为真空(如图 2 甲所示 )．现把隔板抽去， A 中的气体自动充满整个容器 (如图乙所示 )，这个过程称为 气体的自由膨胀，下列说法正确的是 ( )
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C．在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分 转化成冷水的内能 D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则 全部转化成冷水的内能 解析 整个过程中能量守恒且热现象有方向性，A、B 正确；
在绝热过程中，热水中的内能除转化为电能外，还升高金属丝 的温度，内能不能全部转化为电能；电能除转化为冷水的内能 外，还升高金属丝的温度，电能不能全部转化为冷水的内能， C、D 错误．
热运动，故 D 错． 答案 C
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4．下列哪些过程具有方向性 A．热传递过程 B．机械能向内能的转化过程 C．气体的扩散过程 D．气体向真空中膨胀过程
解析
学案3
( ABCD )
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这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，它们
都是不可逆的，都具有方向性.
解析 在有外力做功的情况下，热量可以从低温物体传给高 温物体，但热量只能自发地从高温物体传给低温物体．
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学案3
2．我们绝不会看到一个放在水平地面上的物体，靠降低温度就 可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原 因是 A．违反了能量守恒定律 B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才 能转化成内能 C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械 能是有条件的 D．以上说法均不正确
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答案 AB
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学案3
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学案3
1．关于热传递的方向性，下列说法正确的是 A．热量能自发地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
( AC )
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C．在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体 D．热量不可能从低温物体传给高温物体
扩散 现象． ________
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3．热传递的方向性：热量总是自发地从高温物体传向低温物
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低温 物 体 传 向 ________ 高温 物 体 ． 而 不 可能 自 发地 从 ________
体．要使热量从低温物体传向高温物体，外界必须对物体
做功 ． ________
6．只沿某个方向发生，而不可能在没有外界影响(或不产生
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相反方向 其他影响)的情况下沿 ________________ 发生， 这样的过
程称为不可逆过程．
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学案3
一、热传递的方向性 [问题设计] 两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物 体传给低温物体，结果使高温物体的温度降低，低温物体 的温度升高，这一过程可逆吗？
扩散现象具有方向性 1．两种不同的气体可以 ________ 自发 地进入对方，最后成为一种 均匀的混合气体．相反，一种均匀的混合气体绝不会自发 地分开成为两种气体．
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扩散 现象，具有方向性． 2．气体的自由膨胀也是一种________
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例 2 下列所述过程中，可能发生的是 去，恢复原状
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答案 不会．
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学案3
[要点提炼] 1．机械能和内能Leabharlann Baidu化过程的方向性
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可以自发 (1)机械能全部转化为内能的过程是________________ 进行的， 不能自发 而内能全部转化为机械能的过程，是 ________________ 进行
的，要将内能全部转化为机械能，必然会引起其他影响． 100% ． (2)热机的效率不可能达到________ 2．其他过程的方向性 (1)燃烧过程具有方向性． (2)爆炸过程具有方向性．
学案 3 宏观过程的方向性
[学习目标定位] 1.了解热传递、扩散现象、机械能与内能转化等的方向性. 2.知道具有方向性的过程称为不可逆过程．
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1．气体膨胀对外界 ________ 做功 ． 2．相互接触的不同物质能够彼此进入对方的现象叫
变化，但通过一些其他手段可以实现，故 B 选项正确．
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三、机械能与内能转化的方向性及其他过程的方向性 [问题设计]
学案3
在平地上滚动的足球克服摩擦力做功，其动能转化为内能，最 终停了下来，同时足球、地面及周围空气的温度略有上升．会 不会有这样的现象：静止的足球和地面、周围的空气自发地降 低温度释放内能，并将释放出的内能全部转化为动能，让足球 又滚动起来？
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图2
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A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动 B．自由膨胀前后，气体的压强不变 C．自由膨胀前后，气体的温度不变
学案3
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D． 容器中的气体在足够长的时间内， 能全部自动回到 A 部分
解析 抽去隔板后，气体做无规则热运动，故 A 错；
因容器绝热故 Q＝0.又因气体自由膨胀故 W＝0，由热力学第 一定律 ΔU＝W＋Q 可知 ΔU＝0， 则气体温度不变， C 项正确； 由 pV＝常量可知 p 减小，故 B 错； 气体在足够长的时间内不会自动回到 A 部分，而是做无规则
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例 1 关于空调机，下列说法正确的是
学案3
(ABC)
A．制冷空调机工作时，热量从低温物体传到高温物体 B．制暖空调机工作时，热量从高温物体传到低温物体 C． 冷暖空调机工作时， 热量既可以从低温物体传到高温物体， 也可以从高温物体传到低温物体 D．冷暖空调机工作时，热量只能从低温物体传到高温物体
学案3
( B )
A．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后，又自发聚集进 B．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高 C．将水和酒精混合，然后它们又自动地各自分开 D．被工厂废水污染的湖水，废水自发的聚集到一处
解析 A、 C、D 中的过程都是扩散现象，扩散现象具有方向性， 所以逆过程不可能自发完成，故 A、 C、D 错误． 热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的
答案 不可逆．
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[要点提炼] 热传递具有方向性
学案3
高温 物体传向 ________ 低温 物体，但热 1．热量可以自发地从 ________ 低温 物体传向 ________ 量却不能自发地从 ________ 高温 物体．
2．“自发地”过程就是不受外界干扰进行的自然过程． 3．要将热量从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响 或帮助”，就是要有外界对其做功才能完成，例如电冰箱．
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[延伸思考]
学案3
热传导的方向性能否简单理解为 “热量不会从低温物体传 给高温物体”？
答案 不能．热量不会自发地从低温物体传给高温物体， 但如果有外界的影响或帮助，热量可以从低温物体传给高 温物体．例如空调、冰箱等制冷机就是把热量从低温物体 传到了高温物体．
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学案3
例 3 用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点 1 插在热水 中，接触点 2 插在冷水中，如图 1 所示，电流计指针会发生偏 转，这就是温差发电现象．关于这一现象的正确说法是( )
本 课 栏 目 开 关
图1
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A．这一实验过程不违反能量守恒定律 B．在实验过程中，热水一定降温，冷水一定升温
4．扩散现象的方向性：在房间一角喷洒一些香水，香水分子 将弥散到整个房间，然而分散的香水分子却不会 ________________ 自动地再聚到 房间一角去．
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学案3
5．机械能与内能转化的方向性：机械能可以全部转化为内
全部 转化为机械能，而不产生其 能；而内能不可能 ________ 100% ． 他影响，即热机的效率不可能达到 ________
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解析 空调机工作时，热量可以从低温物体传到高温物体，因 为这里有外界做功．
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二、扩散现象的方向性 [问题设计]
学案3
一滴墨水滴进一杯清水中，不久整杯水都均匀地变黑了，有 没有这样的“逆过程”：这杯均匀黑水中的小炭粒又自发地 聚集在一起，成为一滴墨水，而其余部分又变成清水？ 答案 没有． [要点提炼]
解析 内能可以向机械能转化，但必须通过做功来实现．
( C )
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3．用隔板将一绝热容器隔成 A 和 B 两部分， A 中盛有一定质 量的理想气体， B 为真空(如图 2 甲所示 )．现把隔板抽去， A 中的气体自动充满整个容器 (如图乙所示 )，这个过程称为 气体的自由膨胀，下列说法正确的是 ( )
学案3
C．在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分 转化成冷水的内能 D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则 全部转化成冷水的内能 解析 整个过程中能量守恒且热现象有方向性，A、B 正确；
在绝热过程中，热水中的内能除转化为电能外，还升高金属丝 的温度，内能不能全部转化为电能；电能除转化为冷水的内能 外，还升高金属丝的温度，电能不能全部转化为冷水的内能， C、D 错误．
热运动，故 D 错． 答案 C
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4．下列哪些过程具有方向性 A．热传递过程 B．机械能向内能的转化过程 C．气体的扩散过程 D．气体向真空中膨胀过程
解析
学案3
( ABCD )
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这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，它们
都是不可逆的，都具有方向性.
解析 在有外力做功的情况下，热量可以从低温物体传给高 温物体，但热量只能自发地从高温物体传给低温物体．
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学案3
2．我们绝不会看到一个放在水平地面上的物体，靠降低温度就 可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原 因是 A．违反了能量守恒定律 B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才 能转化成内能 C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械 能是有条件的 D．以上说法均不正确
本 课 栏 目 开 关
答案 AB
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本 课 栏 目 开 关
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学案3
1．关于热传递的方向性，下列说法正确的是 A．热量能自发地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
( AC )
本 课 栏 目 开 关
C．在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体 D．热量不可能从低温物体传给高温物体
扩散 现象． ________
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3．热传递的方向性：热量总是自发地从高温物体传向低温物
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低温 物 体 传 向 ________ 高温 物 体 ． 而 不 可能 自 发地 从 ________
体．要使热量从低温物体传向高温物体，外界必须对物体
做功 ． ________
6．只沿某个方向发生，而不可能在没有外界影响(或不产生
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相反方向 其他影响)的情况下沿 ________________ 发生， 这样的过
程称为不可逆过程．
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学案3
一、热传递的方向性 [问题设计] 两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物 体传给低温物体，结果使高温物体的温度降低，低温物体 的温度升高，这一过程可逆吗？
扩散现象具有方向性 1．两种不同的气体可以 ________ 自发 地进入对方，最后成为一种 均匀的混合气体．相反，一种均匀的混合气体绝不会自发 地分开成为两种气体．
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扩散 现象，具有方向性． 2．气体的自由膨胀也是一种________
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例 2 下列所述过程中，可能发生的是 去，恢复原状
本 课 栏 目 开 关
答案 不会．
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学案3
[要点提炼] 1．机械能和内能Leabharlann Baidu化过程的方向性
本 课 栏 目 开 关
可以自发 (1)机械能全部转化为内能的过程是________________ 进行的， 不能自发 而内能全部转化为机械能的过程，是 ________________ 进行
的，要将内能全部转化为机械能，必然会引起其他影响． 100% ． (2)热机的效率不可能达到________ 2．其他过程的方向性 (1)燃烧过程具有方向性． (2)爆炸过程具有方向性．