3.4熱力學(xué)第二定律（原卷版）

3.4熱力學(xué)第二定律知識點(diǎn)一、熱力學(xué)第二定律1．定義：在物理學(xué)中，反映宏觀自然過程的性的定律．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．闡述的是傳熱的性．3．熱力學(xué)第二定律的開爾文表述：(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)釒煳盏臒崃?，即WQ.(2)熱力學(xué)第二定律的開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，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爾文表述是的．(選填“等價(jià)”或“不等價(jià)”)知識點(diǎn)二、能源是有限的1．能源：具有的容易利用的儲能物質(zhì)．2．能量耗散：使用的能源轉(zhuǎn)化成內(nèi)能分散在環(huán)境中不能自動聚集起來驅(qū)動機(jī)器做功，這樣的轉(zhuǎn)化過程叫作“能量耗散”．3．能源的使用過程中雖然能的總量保持不變，但能量的品質(zhì)下降了，減少了．自然過程的方向性(1)熱傳導(dǎo)具有方向性兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)，熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，而低溫物體不可能自發(fā)地將熱量傳給高溫物體，要實(shí)現(xiàn)低溫物體向高溫物體傳遞熱量，必須借助外界的幫助，因而產(chǎn)生其他影響或引起其他變化．(2)氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象具有方向性兩種不同的氣體可以自發(fā)地進(jìn)入對方，最后成為均勻的混合氣體，但這種均勻的混合氣體，決不會自發(fā)地分開，成為兩種不同的氣體．(3)機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性物體在地面上運(yùn)動，因摩擦而逐漸停止下來，但絕不可能出現(xiàn)物體吸收原來傳遞出去的熱量后，在地面上重新運(yùn)動起來．(4)氣體向真空膨脹具有方向性氣體可自發(fā)地向真空容器內(nèi)膨脹，但絕不可能出現(xiàn)氣體自發(fā)地從容器中流出，使容器內(nèi)變?yōu)檎婵眨?．在熱力學(xué)第二定律的表述中，“自發(fā)地”“不產(chǎn)生其他影響”“單一熱庫”“不可能”的含義(1)“自發(fā)地”是指熱量從高溫物體“自發(fā)地”傳給低溫物體的方向性．在傳遞過程中不會對其他物體產(chǎn)生影響或借助其他物體提供能量等．(2)“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響．如吸熱、放熱、做功等．(3)“單一熱庫”：指溫度均勻并且恒定不變的系統(tǒng)．若一系統(tǒng)各部分溫度不相同或者溫度不穩(wěn)定，則構(gòu)成機(jī)器的工作物質(zhì)可以在不同溫度的兩部分之間工作，從而可以對外做功．據(jù)報(bào)道，有些國家已在研究利用海水上下溫度不同來發(fā)電．(4)“不可能”：實(shí)際上熱機(jī)或制冷機(jī)系統(tǒng)循環(huán)時(shí)，除了從單一熱庫吸收熱量對外做功，以及熱量從低溫?zé)釒靷鞯礁邷責(zé)釒煲酝猓^程所產(chǎn)生的其他一切影響，不論用任何的辦法都不可能加以消除．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)第二定律區(qū)別是能量守恒定律在熱力學(xué)中的表現(xiàn)，否定了創(chuàng)造能量和消滅能量的可能性，從而否定了第一類永動機(jī)是關(guān)于在有限空間和時(shí)間內(nèi)，一切和熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過程、化學(xué)過程具有不可逆性的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，從而否定了第二類永動機(jī)聯(lián)系兩定律分別從不同角度揭示了與熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過程所遵循的規(guī)律，二者既相互獨(dú)立，又相互補(bǔ)充，都是熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)2.兩類永動機(jī)的比較第一類永動機(jī)第二類永動機(jī)設(shè)計(jì)要求不消耗任何能量，可以不斷做功(或只給予很少的能量啟動后，可以永遠(yuǎn)運(yùn)動下去)將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其他變化(或只有一個(gè)熱庫，實(shí)現(xiàn)內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)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（2023春?虹口區(qū)校級期末）某校中學(xué)生為參加電視臺《異想天開》節(jié)目，提出了下列四個(gè)設(shè)想方案，從理論上講可行的是（）A．制作一個(gè)裝置從海水中吸收內(nèi)能全部用來做功 B．制作一種制冷設(shè)備，使溫度降至絕對零度以下 C．汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴(yán)重污染了空氣，想辦法使它們自發(fā)分離，既清潔了空氣，又變廢為寶 D．將屋頂蓋上太陽能板，可直接用太陽能來解決照明和熱水問題（2023?天津模擬）如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同 B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大 C．在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對外界做功 D．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功（2023春?呂梁期末）下列說法正確的是（）A．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大 B．當(dāng)把盛放氣體的容器放在加速運(yùn)動的小車上時(shí)，氣體的內(nèi)能增大 C．第二類永動機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但違反熱力學(xué)第一定律 D．晶體有固定的熔點(diǎn)，有確定的幾何形狀，物理性質(zhì)一定具有各向異性（2023春?大余縣期末）關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說法中正確的是（）A．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以計(jì)算出氣體分子的體積 B．懸浮在液體中的固體顆粒越大，布朗運(yùn)動就越明顯 C．一定質(zhì)量理想氣體，保持氣體的壓強(qiáng)不變，溫度越高，體積越大 D．第二類永動機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律（2023春?遼陽期末）電冰箱由壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器四個(gè)部分組成一個(gè)密閉的連通系統(tǒng)，制冷劑在連通系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流經(jīng)這四個(gè)部分。各部分的溫度和壓強(qiáng)如圖所示，則下列說法正確的是（）A．制冷劑在蒸發(fā)器中的狀態(tài)可以看成理想氣體 B．該過程實(shí)現(xiàn)了熱量從低溫物體向高溫物體傳遞，符合熱力學(xué)第二定律 C．冷凝器向環(huán)境散失的熱量可能小于蒸發(fā)器從冰箱內(nèi)吸收的熱量 D．制冷劑在通過冷凝器的過程中分子勢能和分子動能都增大（2023春?六盤水期末）根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（）A．氣體被緩慢壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變 B．對能源的過渡消耗使自然界的能量不斷減少，形成“能源危機(jī)” C．一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)減小、體積增大時(shí)，一定從外界吸收熱量 D．一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度降低、體積增大時(shí)，一定從外界吸收熱量（2023春?武漢期末）1827年，布朗作為英國植物學(xué)家，在花粉顆粒的水溶液中觀察到花粉不停頓的無規(guī)則運(yùn)動．1905年，愛因斯坦根據(jù)擴(kuò)散方程建立布朗運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)理論，從而使分子動理論的物理圖景為人們廣泛接受．關(guān)于分子動理論相關(guān)知識，下列說法中正確的是（）A．分子的擴(kuò)散現(xiàn)象是可逆的 B．布朗運(yùn)動證明組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動 C．花粉顆粒越小，無規(guī)則運(yùn)動越明顯 D．分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動說明永動機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)的（2023春?廣州期末）如圖所示為家用電冰箱的工作原理簡化圖.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)器中的制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外.下列說法正確的是（）A．熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外 B．電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第二定律 C．冷凝器中的制冷劑在液化過程中體積增大，內(nèi)能增加 D．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牧穗娔埽?023春?石家莊期末）關(guān)于熱現(xiàn)象的解釋，下列說法正確的是（）A．布朗運(yùn)動中，液體溫度越低、懸浮微粒越大，布朗運(yùn)動越劇烈 B．空調(diào)制冷能夠使室內(nèi)溫度降低，說明熱量可以從低溫物體傳向高溫物體 C．將充滿氣的氣球壓扁時(shí)需要用力，這是由于氣體分子間存在斥力的緣故 D．液體表面層分子間的距離小于液體內(nèi)部分子間的距離，所以產(chǎn)生表面張力（2023?黃埔區(qū)校級三模）壓縮空氣儲能（CAES）是一種利用壓縮空氣來儲存能量的新型儲能技術(shù)，絕熱壓縮空氣儲能方式是壓縮空氣并將產(chǎn)生的熱能儲存在各種介質(zhì)當(dāng)中，比如混凝土、石頭、礦洞礦石中等。需要發(fā)電的時(shí)候讓壓縮空氣推動發(fā)電機(jī)工作，這種方式能夠?qū)嚎s空氣儲能的效率提升。對于上述過程的理解，下列說法正確的是（）A．絕熱壓縮空氣，分子平均動能不變 B．絕熱壓縮空氣，溫度升高，氣體內(nèi)能一定增大 C．該方式能夠?qū)嚎s空氣儲能的效率提升到100% D．壓縮空氣推動發(fā)電機(jī)工作，是氣體對外做功，內(nèi)能增大（2023?市中區(qū)校級二模）下列說法正確的是（）A．改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)，提高內(nèi)燃機(jī)內(nèi)能轉(zhuǎn)化率，最終可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的效率為100% B．某固體在某物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性，該物體一定為非晶體 C．發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象時(shí)，細(xì)管中的液體可能上升也可能下降 D．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動的實(shí)質(zhì)是相同的，都是分子的無規(guī)則運(yùn)動（2023?荔灣區(qū)校級四模）火熱的6月即將到來，高三的同學(xué)們也進(jìn)入高考最后的沖刺，教室里的空調(diào)為同學(xué)們提供了舒爽的環(huán)境，空調(diào)的工作原理如圖所示，以下表述正確的是（）A．空調(diào)的工作原理對應(yīng)的是熱力學(xué)第一定律的開爾文表述 B．空調(diào)的工作原理反映了熱傳導(dǎo)的方向性 C．此原理圖中的Q1＝Q2 D．此原理圖說明熱量不能從低溫物體傳到高溫物體（2023?佛山二模）“奮斗號”潛水器2020年成功坐底馬里亞納海溝，標(biāo)志著我國載人深潛技術(shù)已達(dá)世界領(lǐng)先水平?，F(xiàn)利用固定在潛水器體外的一個(gè)密閉氣缸做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：如圖，氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，輕質(zhì)導(dǎo)熱活塞可自由移動。在潛水器緩慢下潛的過程中，海水溫度逐漸降低，則此過程中理論上被封閉的氣體（）A．從外界吸熱 B．壓強(qiáng)與潛水器下潛的深度成正比 C．體積與潛水器下潛的深度成反比 D．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積器壁的次數(shù)增多（2023?泉州模擬）2022年5月，我國首個(gè)商用壓縮空氣儲能電站投產(chǎn)發(fā)電。在用電低谷期，利用剩余的電力把洞外空氣壓縮到鹽礦開采后留下的密閉鹽穴礦洞中，儲存能量；在用電高峰期，將儲存在礦洞內(nèi)的高壓空氣釋放出來驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電。礦洞可視為絕熱容器，在充氣過程中，礦洞內(nèi)（）A．氣體內(nèi)能保持不變 B．氣體分子數(shù)密度不變 C．氣體分子的運(yùn)動速率都增加了 D．氣體分子對洞壁單位面積平均撞擊力變大（202