2025人教版物理重難點-選擇性必修三專題3.4 熱力學(xué)第二定律（含答案）

2025人教版物理重難點-選擇性必修三專題3.4熱力學(xué)第二定律（含答案）專題3.4熱力學(xué)第二定律【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1熱力學(xué)第二定律的理解】 【題型2熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用】 【題型3能源有限】 【題型4綜合問題】 【題型5第二類永動機(jī)】 【題型6聯(lián)系實際】 【題型1熱力學(xué)第二定律的理解】【例1】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)能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，它們不但不矛盾，而且沒有本質(zhì)區(qū)別D.能量守恒定律已經(jīng)包含了熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律【變式1-1】下列過程中，可能實現(xiàn)的是（）A．水的溫度自動下降時釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．內(nèi)燃機(jī)汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．在粗糙水平面上運動的物體，它的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體溫度升高D．靜止在光滑水平面上的物體，溫度降低時釋放的內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為物體的動能，使物體運動起來【變式1-2】下列宏觀過程不能用熱力學(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)過一段時間大米、小米不會自動分開B．將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會均勻擴(kuò)散到整杯水中，經(jīng)過一段時間，墨水和清水不會自動分開C．冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，內(nèi)能不會自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動起來D．隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會使汽車熱機(jī)的效率達(dá)到100%【變式1-3】地球上有很多的海水，它的總質(zhì)量約為1.4×1018噸，如果這些海水的溫度降低0.1°C，將要放出5.8×1023焦耳的熱量，有人曾設(shè)想利用海水放出的熱量使它完全變成機(jī)械能來解決能源危機(jī)，但這種機(jī)器是不能制成的，其原因是()A．內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿足熱力學(xué)第一定律C．只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器不滿足熱力學(xué)第二定律D．上述三種原因都不正確【題型2熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用】【例2】[多選]下列說法中正確的是()A．相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等B．民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入火罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上。其原因是火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強(qiáng)減小C．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在不自發(fā)的條件下，熱傳遞可以逆向D．自發(fā)的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進(jìn)行的E．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類終會制造出效率為100%的熱機(jī)【變式2-1】（多選）如圖所示，電冰箱由壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器四個部分組成一個密閉的連通系統(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．冷凝器向環(huán)境散失的熱量一定大于蒸發(fā)器從冰箱內(nèi)吸收的熱量B．該過程實現(xiàn)了熱量從低溫物體向高溫物體傳遞C．制冷劑在蒸發(fā)器中的狀態(tài)可以看成理想氣體D．制冷劑在通過冷凝器的過程中分子勢能和分子動能都降低【變式2-2】(多選)下列現(xiàn)象中能夠發(fā)生的是()A.一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會自動變得更熱B.蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能C.桶中混濁的泥水在靜置一段時間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動分離D.電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體【變式2-3】[多選]下列敘述和熱力學(xué)定律相關(guān)，其中正確的是()A．第一類永動機(jī)不可能制成，是因為違背了能量守恒定律B．能量耗散過程中能量不守恒C．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，違背了熱力學(xué)第二定律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程具有方向性E．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功【題型3能源有限】【例3】下面關(guān)于熵的說法錯誤的是()A．熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度B．在孤立系統(tǒng)中，一個自發(fā)的過程熵總是向減少的方向進(jìn)行C．熱力學(xué)第二定律的微觀實質(zhì)是熵是增加的D．熵值越大，代表系統(tǒng)分子運動越無序【變式3-1】2022年7月8日消息，世界能源格局發(fā)生重要變化，能源投資新趨勢正在形成。從清潔能源總體投資分布看，預(yù)計今年投資將占全球能源投資增長額的四分之三。關(guān)于能源與可持續(xù)發(fā)展，下列說法正確的是A．籃球從空中落下，最后靜止在地面上，說明機(jī)械能消失了B．大量使用天然氣作燃料符合“低碳生活”理念C．隨著科技的發(fā)展，永動機(jī)是可以制成的D．在火力發(fā)電中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋咀兪?-2】（多選）下列說法中正確的是()A．相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等B．民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入火罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上。其原因是火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強(qiáng)減小C．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在不自發(fā)的條件下，熱傳遞可以逆向D．自發(fā)的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進(jìn)行的E.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類終會制造出效率為100%的熱機(jī)【變式3-3】(多選)根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A．電冰箱的工作表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞B．空調(diào)機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量C．科技的不斷進(jìn)步使得人類有可能生產(chǎn)出從單一熱源吸熱全部用來對外做功而不引起其他變化的熱機(jī)D．即使沒有漏氣、摩擦、不必要的散熱等損失，熱機(jī)也不可以把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能E．對能源的過度消耗使自然界的能量不斷減少，形成“能源危機(jī)”【題型4綜合問題】【例4】下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，違背熱力學(xué)第一定律的有________，不違背熱力學(xué)第一定律、但違背熱力學(xué)第二定律的有________。A.汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱B.冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低C.某新型熱機(jī)工作時將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影響D.冰箱的制冷機(jī)工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)【變式4-1】(多選)下列說法正確的是()A．一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量，則分子平均動能一定減少B．熱力學(xué)第二定律是反映宏觀自然過程的方向性的定律C．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%D．一定質(zhì)量的理想氣體膨脹時對外界做了功，它的內(nèi)能可能減少【變式4-2】(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A.氣體吸熱后溫度一定升高B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能C.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體D.如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡【變式4-3】[多選]下列說法正確的是()A．當(dāng)分子間距離為平衡距離時分子勢能最大B．飽和汽壓隨溫度的升高而減小C．對于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)分子熱運動變劇烈時，壓強(qiáng)可以不變D．熵增加原理說明一切自然過程總是向著分子熱運動的無序性增大的方向進(jìn)行E．由于液面表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，所以液體表面具有收縮的趨勢【題型5第二類永動機(jī)】【例5】關(guān)于兩類永動機(jī)和熱力學(xué)的兩個定律，下列說法正確的是（）A．第二類永動機(jī)不可能制成是因為違反了熱力學(xué)第一定律B．第一類永動機(jī)不可能制成是因為違反了熱力學(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，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時做功和熱傳遞一定會改變內(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。【變式5-1】如圖所示，絕緣支座上，C球帶正電，枕形導(dǎo)體A、B靠在一起，現(xiàn)將A、B分開，分別接觸一個小電機(jī)的兩個接線柱，如果小電動機(jī)非常靈敏，它便會開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)電動機(jī)還沒有停止時，又立刻把A、B在C附近碰一下分開，再和電動機(jī)兩接線柱接觸，如此下去，小電動機(jī)便能不停地轉(zhuǎn)動。則下列說法正確的是()A．A、B分開后A左端帶正電，B右端帶負(fù)電B．A、B分開前，AB是一個等勢體C．上述過程違背了能量守恒定律D．上述過程說明永動機(jī)可以制成【變式5-2】下列說法中正確的是（）A．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體B．效率為的熱機(jī)不可能制成，是因為違反了能量守恒定律C．不可能從單一熱源吸收熱量使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響D．第二類永動機(jī)不可能成功的原因是違反了能量守恒定律【變式5-3】下列說法中正確的是（）A．第一類永動機(jī)不可能制成的原因是違背了熱力學(xué)第一定律B．機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能是不可能的C．從單一熱源吸收的熱量全部變成功而不產(chǎn)生其他影響是不可能的D．第二類永動機(jī)不可能制造成功的原因是能量不會憑空產(chǎn)生【題型6聯(lián)系實際】【例6】禮花噴射器原理如圖、通過扣動氣閥可釋放壓縮氣罐內(nèi)氣體產(chǎn)生沖擊，將紙管里填充的禮花彩條噴向高處，營造氣氛。在噴出禮花彩條的過程中，罐內(nèi)氣體（）A．分子沖向紙管是分子做熱運動B．分子沖向紙管后能全部自發(fā)回到罐內(nèi)C．通過做功方式改變自身的內(nèi)能D．分子沖向紙管過程中速率均變大【變式6-1】如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機(jī)工作時，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)過冷凝器時制冷劑液化，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.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能C.電冰箱的工作原理不違背熱力學(xué)第一定律D.電冰箱的工作原理違背熱力學(xué)第一定律【變式6-2】日常生活中使用的燃油汽車，其動力來源于發(fā)動機(jī)內(nèi)部的氣缸，在氣缸內(nèi)，通過氣體燃燒將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，下列說法正確的是（）A．現(xiàn)代汽車技術(shù)已經(jīng)非常先進(jìn)，能夠使氣體燃燒釋放的熱量全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B．氣體燃燒過程符合熱力學(xué)第二定律，內(nèi)能無法全部用來做功以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能C．氣體燃燒釋放的熱量沒有全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故該過程不符合熱力學(xué)第一定律D．發(fā)動機(jī)工作時，若沒有漏氣和摩擦，沒有發(fā)動機(jī)的熱量損失，燃料產(chǎn)生的熱量能夠完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能【變式6-3】國家速滑館（又名“冰絲帶”）是北京2022年冬奧會冰上運動的主場館，為確保運動項目的順利完成，需要對場館內(nèi)降溫。若將場館內(nèi)的空氣看成理想氣體，已知降溫前場館內(nèi)、外的溫度均為，降溫后場館內(nèi)溫度為，該過程中場館內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變。以下說法正確的是（）A．場館內(nèi)空氣分子平均動能不變B．場館內(nèi)所有空氣分子的分子動能都減小C．場館內(nèi)熱量是由場館內(nèi)自發(fā)傳遞到場館外的D．場館內(nèi)部單位時間內(nèi)空氣分子與冰面碰撞次數(shù)增多

參考答案【題型1熱力學(xué)第二定律的理解】【例1】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)能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，它們不但不矛盾，而且沒有本質(zhì)區(qū)別D.能量守恒定律已經(jīng)包含了熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律答案：B解析：熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律并不矛盾;對于機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化所具有的方向性也是存在的，故選項B正確?！咀兪?-1】下列過程中，可能實現(xiàn)的是（）A．水的溫度自動下降時釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．內(nèi)燃機(jī)汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．在粗糙水平面上運動的物體，它的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體溫度升高D．靜止在光滑水平面上的物體，溫度降低時釋放的內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為物體的動能，使物體運動起來解析：根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性可知，物體溫度下降釋放的內(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，故AB錯誤；在粗糙水平面上運動的物體，它的動能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體溫度升高，故C正確；靜止在光滑水平面上的物體，溫度降低時釋放的內(nèi)能在沒有特定的情況下會向周圍釋放，并不會使物體運動起來，故D錯誤。答案：C【變式1-2】下列宏觀過程不能用熱力學(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)過一段時間大米、小米不會自動分開B．將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會均勻擴(kuò)散到整杯水中，經(jīng)過一段時間，墨水和清水不會自動分開C．冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，內(nèi)能不會自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動起來D．隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會使汽車熱機(jī)的效率達(dá)到100%解析:：大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中，這種現(xiàn)象與溫度無關(guān)，不是熱現(xiàn)象，不能用熱力學(xué)第二定律解釋，A符合題意；將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會均勻擴(kuò)散到整杯水中，經(jīng)過一段時間，墨水和清水不會自動分開，這種現(xiàn)象與溫度有關(guān)，溫度越高，分子運動越激烈，擴(kuò)散越快，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，墨水和清水不會自動分開，B不符合題意；冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，物體的內(nèi)能減少，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，內(nèi)能不會自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動起來，C不符合題意；隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，最終也不會使汽車熱機(jī)的效率達(dá)到100%，D不符合題意。答案：A【變式1-3】地球上有很多的海水，它的總質(zhì)量約為1.4×1018噸，如果這些海水的溫度降低0.1°C，將要放出5.8×1023焦耳的熱量，有人曾設(shè)想利用海水放出的熱量使它完全變成機(jī)械能來解決能源危機(jī)，但這種機(jī)器是不能制成的，其原因是()A．內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿足熱力學(xué)第一定律C．只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器不滿足熱力學(xué)第二定律D．上述三種原因都不正確答案C解析本題考查熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用，內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，如熱機(jī)，A錯誤；內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程滿足熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律，B錯誤；熱力學(xué)第二定律告訴我們：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，C正確．【題型2熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用】【例2】[多選]下列說法中正確的是()A．相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等B．民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入火罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上。其原因是火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強(qiáng)減小C．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在不自發(fā)的條件下，熱傳遞可以逆向D．自發(fā)的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進(jìn)行的E．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類終會制造出效率為100%的熱機(jī)解析：選BCD相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的溫度相同，內(nèi)能不一定相等，故A錯誤；火罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)，所以火罐能“吸”在皮膚上，故B正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進(jìn)行的，故D正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，人類不可能制造出效率為100%的熱機(jī)，故E錯誤?！咀兪?-1】（多選）如圖所示，電冰箱由壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器四個部分組成一個密閉的連通系統(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．冷凝器向環(huán)境散失的熱量一定大于蒸發(fā)器從冰箱內(nèi)吸收的熱量B．該過程實現(xiàn)了熱量從低溫物體向高溫物體傳遞C．制冷劑在蒸發(fā)器中的狀態(tài)可以看成理想氣體D．制冷劑在通過冷凝器的過程中分子勢能和分子動能都降低解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，（從低溫物體吸收的熱量）+W（壓縮機(jī)對系統(tǒng)做功）（向高溫物體釋放的熱量），A正確；這一過程不是自發(fā)完成的，蒸發(fā)器和冷凝器兩處的熱交換方向都是從高溫物體向低溫物體，整個過程實現(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，B正確；制冷劑在蒸發(fā)器中雖然是氣體狀態(tài)，但是不滿足遠(yuǎn)離液化的狀態(tài)，不能看成理想氣體，C錯誤；在冷凝器中制冷劑溫度降低，分子平均動能降低，分子間距從氣體過渡到液體，分子勢能降低，D正確。答案：ABD【變式2-2】(多選)下列現(xiàn)象中能夠發(fā)生的是()A.一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會自動變得更熱B.蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能C.桶中混濁的泥水在靜置一段時間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動分離D.電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體答案CD【變式2-3】[多選]下列敘述和熱力學(xué)定律相關(guān)，其中正確的是()A．第一類永動機(jī)不可能制成，是因為違背了能量守恒定律B．能量耗散過程中能量不守恒C．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，違背了熱力學(xué)第二定律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程具有方向性E．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功[解析]第一類永動機(jī)不消耗能量卻源源不斷對外做功，違背了能量守恒定律，所以不可能制成，A正確；能量耗散過程中能量仍守恒，B錯誤；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，是壓縮機(jī)做功的結(jié)果，不違背熱力學(xué)第二定律，C錯誤；能量耗散說明宏觀熱現(xiàn)象的發(fā)生具有方向性，D正確；物體從單一熱源吸收熱量可以全部用于做功，但一定引起外界變化，E正確。[答案]ADE【題型3能源有限】【例3】下面關(guān)于熵的說法錯誤的是()A．熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度B．在孤立系統(tǒng)中，一個自發(fā)的過程熵總是向減少的方向進(jìn)行C．熱力學(xué)第二定律的微觀實質(zhì)是熵是增加的D．熵值越大，代表系統(tǒng)分子運動越無序解析：熵是分子運動無序程度的量度，熵越大，分子運動無序程度越大，故AD正確；孤立系統(tǒng)中發(fā)生的任何實際過程，其能量的總值保持不變，而其熵值恒增，故B錯誤，C正確。本題選錯誤的答案：B【變式3-1】2022年7月8日消息，世界能源格局發(fā)生重要變化，能源投資新趨勢正在形成。從清潔能源總體投資分布看，預(yù)計今年投資將占全球能源投資增長額的四分之三。關(guān)于能源與可持續(xù)發(fā)展，下列說法正確的是A．籃球從空中落下，最后靜止在地面上，說明機(jī)械能消失了B．大量使用天然氣作燃料符合“低碳生活”理念C．隨著科技的發(fā)展，永動機(jī)是可以制成的D．在火力發(fā)電中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芙馕觯夯@球從空中落下，最后靜止在地面上，說明機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了籃球和周圍其它物體的內(nèi)能，或轉(zhuǎn)化為其它形式的能，能量不會消失，A錯誤；因天然氣主要成分是甲烷。完全燃燒，其燃燒時生成二氧化碳和水；不完全燃燒生成一氧化碳和水，因此大量使用天然氣作燃料不符合“低碳生活”理念，B錯誤；不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機(jī)器—永動機(jī)，是違背了能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律，永動機(jī)是不可以制成的，C錯誤；由熱力學(xué)第二定律可知，任何機(jī)械都有效率的問題，因此燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，D正確。答案：D【變式3-2】（多選）下列說法中正確的是()A．相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等B．民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入火罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上。其原因是火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強(qiáng)減小C．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在不自發(fā)的條件下，熱傳遞可以逆向D．自發(fā)的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進(jìn)行的E.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類終會制造出效率為100%的熱機(jī)解析：相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的溫度相同，內(nèi)能不一定相等，故A錯誤；火罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)，所以火罐能“吸”在皮膚上，故B正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，在有外界做功的條件熱傳遞可以逆向，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進(jìn)行的，故D正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，人類不可能制造出效率為100%的熱機(jī)，故E錯誤。答案：BCD【變式3-3】(多選)根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A．電冰箱的工作表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞B．空調(diào)機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量C．科技的不斷進(jìn)步使得人類有可能生產(chǎn)出從單一熱源吸熱全部用來對外做功而不引起其他變化的熱機(jī)D．即使沒有漏氣、摩擦、不必要的散熱等損失，熱機(jī)也不可以把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能E．對能源的過度消耗使自然界的能量不斷減少，形成“能源危機(jī)”【解析】熱量可以在外界做功的情況下從低溫物體向高溫物體傳遞，但不能自發(fā)進(jìn)行，選項A正確；空調(diào)機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量，是因為消耗電能產(chǎn)生熱量，選項B正確；不可能從單一熱源吸熱全部用來對外做功而不引起其他變化，故選項C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，即使沒有漏氣、摩擦、不必要的散熱等損失，熱機(jī)也不可以把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故選項D正確；對能源的過度消耗將形成“能源危機(jī)”，但自然界的總能量守恒，故選項E錯誤．故選ABD?！敬鸢浮緼BD【題型4綜合問題】【例4】下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，違背熱力學(xué)第一定律的有________，不違背熱力學(xué)第一定律、但違背熱力學(xué)第二定律的有________。A.汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱B.冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低C.某新型熱機(jī)工作時將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影響D.冰箱的制冷機(jī)工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)答案BC解析汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱既不違背熱力學(xué)第一定律也不違背熱力學(xué)第二定律；冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低，違背了熱力學(xué)第一定律；熱機(jī)工作時吸收的熱量不可能全部用來對外做功，而不產(chǎn)生其他影響，顯然C選項遵循熱力學(xué)第一定律，但違背了熱力學(xué)第二定律；冰箱的制冷機(jī)工作時，從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)，既不違背熱力學(xué)第一定律也不違背熱力學(xué)第二定律，綜上所述，第一個空選B，第二個空選C?！咀兪?-1】(多選)下列說法正確的是()A．一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量，則分子平均動能一定減少B．熱力學(xué)第二定律是反映宏觀自然過程的方向性的定律C．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%D．一定質(zhì)量的理想氣體膨脹時對外界做了功，它的內(nèi)能可能減少解析：選BCD根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量，Q為負(fù)值，但若外界同時對氣體做功，W為正，則其內(nèi)能不一定減少，分子平均動能不一定減少，A錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體膨脹時對外界做功，W為負(fù)值，當(dāng)Q＜|－W|時內(nèi)能減小，當(dāng)Q＞|－W|時內(nèi)能增大，當(dāng)Q＝|－W|時內(nèi)能不變，故它的內(nèi)能可能減少，D正確；熱力學(xué)第二定律就是反映宏觀自然過程的方向性的定律，B正確；由熱力學(xué)第二定律的開爾文表述可知熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%，C正確。【變式4-2】(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A.氣體吸熱后溫度一定升高B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能C.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體D.如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡答案BCD解析氣體內(nèi)能的改變ΔU＝Q＋W，故對氣體做功可改變氣體內(nèi)能，選項B正確；氣體吸熱為Q，但不確定外界做功W的情況，故不能確定氣體溫度的變化，選項A錯誤；由熱力學(xué)第二定律，選項C正確；根據(jù)熱平衡原理，選項D正確。【變式4-3】[多選]下列說法正確的是()A．當(dāng)分子間距離為平衡距離時分子勢能最大B．飽和汽壓隨溫度的升高而減小C．對于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)分子熱運動變劇烈時，壓強(qiáng)可以不變D．熵增加原理說明一切自然過程總是向著分子熱運動的無序性增大的方向進(jìn)行E．由于液面表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，所以液體表面具有收縮的趨勢解析：選CDE當(dāng)分子間距離為平衡距離時分子勢能最小，故A錯誤；飽和汽壓隨溫度的升高而增大，故B錯誤；當(dāng)分子的熱運動變劇烈時，溫度升高，若體積同時增大，壓強(qiáng)可以不變，故C正確；熵增加原理說明一切自然過程總是向著分子熱運動的無序性增大的方向進(jìn)行，故D正確；由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間表現(xiàn)為引力，故液體表面有收縮趨勢，故E正確。【題型5第二類永動機(jī)】【例5】關(guān)于兩類永動機(jī)和熱力學(xué)的兩個定律，下列說法正確的是（）A．第二類永動機(jī)不可能制成是因為違反了熱力學(xué)第一定律B．第一類永動機(jī)不可能制成是因為違反了熱力學(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，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時做功和熱傳遞一定會改變內(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。答案：D解析：第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律，違反熱力學(xué)第二定律，故A錯誤；第一類永動機(jī)不可能制成是因為違反了熱力學(xué)第一定律，故B錯誤；改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，二者在內(nèi)能的改變上是一樣的，若對外做功的同時吸收熱量，內(nèi)能可能不變，故C錯誤；由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳到高溫物體是可能的，故D正確。【變式5-1】如圖所示，絕緣支座上，C球帶正電，枕形導(dǎo)體A、B靠在一起，現(xiàn)將A、B分開，分別接觸一個小電機(jī)的兩個接線柱，如果小電動機(jī)非常靈敏，它便會開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)電動機(jī)還沒有停止時，又立刻把A、B在C附近碰一下分開，再和電動機(jī)兩接線柱接觸，如此下去，小電動機(jī)便能不停地轉(zhuǎn)動。則下列說法正確的是()A．A、B分開后A左端帶正電，B右端帶負(fù)電B．A、B分開前，AB是一個等勢體C．上述過程違背了能量守恒定律D．上述過程說明永動機(jī)可以制成【解析】由靜電感應(yīng)可知，AB分開前，由于C球帶正電，所以枕形導(dǎo)體A帶負(fù)電，枕形導(dǎo)體B帶正電，由于C球存在，所以AB分開后，A左端帶負(fù)電，B右端帶正電，分開前AB處于靜電平衡狀態(tài)，所以AB是一個等勢體，故A錯誤，B正確;上述過程在把AB分開的過程中要克服AB之間的靜電力做功，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，然后再把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，此過程是能量不斷轉(zhuǎn)化的過程，不違背能量守恒定律，但需要消耗機(jī)械能，永動機(jī)不可能制成，故C、D錯誤?！敬鸢浮緽【變式5-2】下列說法中正確的是（）A．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體B．效率為的熱機(jī)不可能制成，是因為違反了能量守恒定律C．不可能從單一熱源吸收熱量使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響D．第二類永動機(jī)不可能成功的原因是違反了能量守恒定律解析：根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在以消耗其它能量為代價的條件下，熱量也可以從低溫物體傳到高溫物體，故A錯誤；效率為的熱機(jī)不可能制成，沒有違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律，故B錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，不可能從單一熱源吸收熱量使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響，故C正確；第二類永動機(jī)不可能成功的原因是違反了熱力學(xué)第二定律，并不是違反了能量守恒定律，故D錯誤。答案：C【變式5-3】下列說法中正確的是（）A．第一類永動機(jī)不可能制成的原因是違背了熱力學(xué)第一定律B．機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能是不可能的C．從單一熱源吸收的熱量全部變成功而不產(chǎn)生其他影響是不可能的D．第二類永動機(jī)不可能制造成功的原因是能量不會憑空產(chǎn)生解析：第一類永動機(jī)不可能制成的原因是能量守恒定律，A錯誤；機(jī)械能提供摩擦做功，可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，B錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，從單一熱源吸收的熱量全部變成功而不產(chǎn)生其他影響是不可能的，C正確；第二類永動機(jī)不可能制造成功的原因是其違背熱力學(xué)第二定律，并不違背能量守恒定律，D錯誤。答案：C【題型6聯(lián)系實際】【例6】禮花噴射器原理如圖、通過扣動氣閥可釋放壓縮氣罐內(nèi)氣體產(chǎn)生沖擊，將紙管里填充的禮花彩條噴向高處，營造氣氛。在噴出禮花彩條的過程中，罐內(nèi)氣體（）A．分子沖向紙管是分子做熱運動B．分子沖向紙管后能全部自發(fā)回到罐內(nèi)C．通過做功方式改變自身的內(nèi)能D．分子沖向紙管過程中速率均變大解析：扣動氣閥釋放壓縮氣罐內(nèi)氣體產(chǎn)生沖擊，氣體分子沖向紙管不是分子做熱運動的結(jié)果，而是氣流的定向移動引起的，且分子沖向紙管過程中速率并未均變大，故AD錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，分子沖向紙管后不可能全部自發(fā)回到罐內(nèi)，故B錯誤；在噴出禮花彩條的過程中，罐內(nèi)的壓縮空氣對禮花彩條做功，空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為禮花彩條的機(jī)械能，故C正確。答案：C【變式6-1】如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機(jī)工作時，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)過冷凝器時制冷劑液化，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.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能C.電冰箱的工作原理不違背熱力學(xué)第一定律D.電冰箱的工作原理違背熱力學(xué)第一定律答案：B解析：熱力學(xué)第一定律適用于所有的熱學(xué)過程，選項C正確。選項D錯誤。熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，要想使熱量從低溫物體傳到高溫物體，必須借助于其他系統(tǒng)做功，選項A錯借誤，選項B正確?！咀兪?-2】日常生活中使用的燃油汽車，其動力來源于發(fā)動機(jī)內(nèi)部的氣缸，在氣缸內(nèi)，通過氣體燃燒將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，下列說法正確的是（）A．現(xiàn)代汽車技術(shù)已經(jīng)非常先進(jìn)，能夠使氣體燃燒釋放的熱量全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B．氣體燃燒過程符合熱力學(xué)第二定律，內(nèi)能無法全部用來做功以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能C．氣體燃燒釋放的熱量沒有全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故該過程不符合熱力學(xué)第一定律D．發(fā)動機(jī)工作時，若沒有漏氣和摩擦，沒有發(fā)動機(jī)的熱量損失，燃料產(chǎn)生的熱量能夠完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能解析：根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到，現(xiàn)代汽車技術(shù)已經(jīng)非常先進(jìn)，但也不能夠使氣體燃燒釋放的熱量全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，A錯誤；氣體燃燒過程符合熱力學(xué)第二定律，內(nèi)能無法全部用來做功以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，B正確；氣體燃燒釋放的熱量沒有全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，該過程符合熱力學(xué)第一定律，C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到，發(fā)動機(jī)工作時，就算沒有漏氣和摩擦，也沒有發(fā)動機(jī)的熱量損失，燃料產(chǎn)生的熱量也不能完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，D錯誤。答案：B【變式6-3】國家速滑館（又名“冰絲帶”）是北京2022年冬奧會冰上運動的主場館，為確保運動項目的順利完成，需要對場館內(nèi)降溫。若將場館內(nèi)的空氣看成理想氣體，已知降溫前場館內(nèi)、外的溫度均為，降溫后場館內(nèi)溫度為，該過程中場館內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變。以下說法正確的是（）A．場館內(nèi)空氣分子平均動能不變B．場館內(nèi)所有空氣分子的分子動能都減小C．場館內(nèi)熱量是由場館內(nèi)自發(fā)傳遞到場館外的D．場館內(nèi)部單位時間內(nèi)空氣分子與冰面碰撞次數(shù)增多解析：場館內(nèi)溫度降低，場館內(nèi)空氣分子平均動能減小，但并不是場館內(nèi)所有空氣分子的分子動能都減小，AB錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，場館內(nèi)熱量是不可能由場館內(nèi)自發(fā)傳遞到場館外的，C錯誤；場館內(nèi)溫度降低，場館內(nèi)空氣分子平均動能減小，單個分子對冰面的撞擊作用力變小，由于場館內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，根據(jù)氣體壓強(qiáng)微觀意義可知，場館內(nèi)部單位時間內(nèi)空氣分子與冰面碰撞次數(shù)增多，D正確。答案：D專題3.4熱力學(xué)第二定律【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1熱力學(xué)第二定律的理解】 【題型2熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用】 【題型3能源有限】 【題型4綜合問題】 【題型5第二類永動機(jī)】 【題型6聯(lián)系實際】 【題型1熱力學(xué)第二定律的理解】【例1】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)能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，它們不但不矛盾，而且沒有本質(zhì)區(qū)別D.能量守恒定律已經(jīng)包含了熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律答案：B解析：熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律并不矛盾;對于機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化所具有的方向性也是存在的，故選項B正確?！咀兪?-1】下列過程中，可能實現(xiàn)的是（）A．水的溫度自動下降時釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．內(nèi)燃機(jī)汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．在粗糙水平面上運動的物體，它的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體溫度升高D．靜止在光滑水平面上的物體，溫度降低時釋放的內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為物體的動能，使物體運動起來解析：根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性可知，物體溫度下降釋放的內(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，故AB錯誤；在粗糙水平面上運動的物體，它的動能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體溫度升高，故C正確；靜止在光滑水平面上的物體，溫度降低時釋放的內(nèi)能在沒有特定的情況下會向周圍釋放，并不會使物體運動起來，故D錯誤。答案：C【變式1-2】下列宏觀過程不能用熱力學(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)過一段時間大米、小米不會自動分開B．將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會均勻擴(kuò)散到整杯水中，經(jīng)過一段時間，墨水和清水不會自動分開C．冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，內(nèi)能不會自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動起來D．隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會使汽車熱機(jī)的效率達(dá)到100%解析:：大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中，這種現(xiàn)象與溫度無關(guān)，不是熱現(xiàn)象，不能用熱力學(xué)第二定律解釋，A符合題意；將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會均勻擴(kuò)散到整杯水中，經(jīng)過一段時間，墨水和清水不會自動分開，這種現(xiàn)象與溫度有關(guān)，溫度越高，分子運動越激烈，擴(kuò)散越快，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，墨水和清水不會自動分開，B不符合題意；冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，物體的內(nèi)能減少，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，內(nèi)能不會自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動起來，C不符合題意；隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，最終也不會使汽車熱機(jī)的效率達(dá)到100%，D不符合題意。答案：A【變式1-3】地球上有很多的海水，它的總質(zhì)量約為1.4×1018噸，如果這些海水的溫度降低0.1°C，將要放出5.8×1023焦耳的熱量，有人曾設(shè)想利用海水放出的熱量使它完全變成機(jī)械能來解決能源危機(jī)，但這種機(jī)器是不能制成的，其原因是()A．內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿足熱力學(xué)第一定律C．只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器不滿足熱力學(xué)第二定律D．上述三種原因都不正確答案C解析本題考查熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用，內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，如熱機(jī)，A錯誤；內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程滿足熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律，B錯誤；熱力學(xué)第二定律告訴我們：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，C正確．【題型2熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用】【例2】[多選]下列說法中正確的是()A．相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等B．民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入火罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上。其原因是火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強(qiáng)減小C．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在不自發(fā)的條件下，熱傳遞可以逆向D．自發(fā)的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進(jìn)行的E．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類終會制造出效率為100%的熱機(jī)解析：選BCD相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的溫度相同，內(nèi)能不一定相等，故A錯誤；火罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)，所以火罐能“吸”在皮膚上，故B正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進(jìn)行的，故D正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，人類不可能制造出效率為100%的熱機(jī)，故E錯誤。【變式2-1】（多選）如圖所示，電冰箱由壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器四個部分組成一個密閉的連通系統(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．冷凝器向環(huán)境散失的熱量一定大于蒸發(fā)器從冰箱內(nèi)吸收的熱量B．該過程實現(xiàn)了熱量從低溫物體向高溫物體傳遞C．制冷劑在蒸發(fā)器中的狀態(tài)可以看成理想氣體D．制冷劑在通過冷凝器的過程中分子勢能和分子動能都降低解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，（從低溫物體吸收的熱量）+W（壓縮機(jī)對系統(tǒng)做功）（向高溫物體釋放的熱量），A正確；這一過程不是自發(fā)完成的，蒸發(fā)器和冷凝器兩處的熱交換方向都是從高溫物體向低溫物體，整個過程實現(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，B正確；制冷劑在蒸發(fā)器中雖然是氣體狀態(tài)，但是不滿足遠(yuǎn)離液化的狀態(tài)，不能看成理想氣體，C錯誤；在冷凝器中制冷劑溫度降低，分子平均動能降低，分子間距從氣體過渡到液體，分子勢能降低，D正確。答案：ABD【變式2-2】(多選)下列現(xiàn)象中能夠發(fā)生的是()A.一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會自動變得更熱B.蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能C.桶中混濁的泥水在靜置一段時間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動分離D.電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體答案CD【變式2-3】[多選]下列敘述和熱力學(xué)定律相關(guān)，其中正確的是()A．第一類永動機(jī)不可能制成，是因為違背了能量守恒定律B．能量耗散過程中能量不守恒C．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，違背了熱力學(xué)第二定律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程具有方向性E．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功[解析]第一類永動機(jī)不消耗能量卻源源不斷對外做功，違背了能量守恒定律，所以不可能制成，A正確；能量耗散過程中能量仍守恒，B錯誤；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，是壓縮機(jī)做功的結(jié)果，不違背熱力學(xué)第二定律，C錯誤；能量耗散說明宏觀熱現(xiàn)象的發(fā)生具有方向性，D正確；物體從單一熱源吸收熱量可以全部用于做功，但一定引起外界變化，E正確。[答案]ADE【題型3能源有限】【例3】下面關(guān)于熵的說法錯誤的是()A．熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度B．在孤立系統(tǒng)中，一個自發(fā)的過程熵總是向減少的方向進(jìn)行C．熱力學(xué)第二定律的微觀實質(zhì)是熵是增加的D．熵值越大，代表系統(tǒng)分子運動越無序解析：熵是分子運動無序程度的量度，熵越大，分子運動無序程度越大，故AD正確；孤立系統(tǒng)中發(fā)生的任何實際過程，其能量的總值保持不變，而其熵值恒增，故B錯誤，C正確。本題選錯誤的答案：B【變式3-1】2022年7月8日消息，世界能源格局發(fā)生重要變化，能源投資新趨勢正在形成。從清潔能源總體投資分布看，預(yù)計今年投資將占全球能源投資增長額的四分之三。關(guān)于能源與可持續(xù)發(fā)展，下列說法正確的是A．籃球從空中落下，最后靜止在地面上，說明機(jī)械能消失了B．大量使用天然氣作燃料符合“低碳生活”理念C．隨著科技的發(fā)展，永動機(jī)是可以制成的D．在火力發(fā)電中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芙馕觯夯@球從空中落下，最后靜止在地面上，說明機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了籃球和周圍其它物體的內(nèi)能，或轉(zhuǎn)化為其它形式的能，能量不會消失，A錯誤；因天然氣主要成分是甲烷。完全燃燒，其燃燒時生成二氧化碳和水；不完全燃燒生成一氧化碳和水，因此大量使用天然氣作燃料不符合“低碳生活”理念，B錯誤；不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機(jī)器—永動機(jī)，是違背了能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律，永動機(jī)是不可以制成的，C錯誤；由熱力學(xué)第二定律可知，任何機(jī)械都有效率的問題，因此燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，D正確。答案：D【變式3-2】（多選）下列說法中正確的是()A．相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等B．民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入火罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上。其原因是火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強(qiáng)減小C．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在不自發(fā)的條件下，熱傳遞可以逆向D．自發(fā)的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進(jìn)行的E.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類終會制造出效率為100%的熱機(jī)解析：相互間達(dá)到熱平衡的兩物體的溫度相同，內(nèi)能不一定相等，故A錯誤；火罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)，所以火罐能“吸”在皮膚上，故B正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，在有外界做功的條件熱傳遞可以逆向，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進(jìn)行的，故D正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，人類不可能制造出效率為100%的熱機(jī)，故E錯誤。答案：BCD【變式3-3】(多選)根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A．電冰箱的工作表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞B．空調(diào)機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量C．科技的不斷進(jìn)步使得人類有可能生產(chǎn)出從單一熱源吸熱全部用來對外做功而不引起其他變化的熱機(jī)D．即使沒有漏氣、摩擦、不必要的散熱等損失，熱機(jī)也不可以把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能E．對能源的過度消耗使自然界的能量不斷減少，形成“能源危機(jī)”【解析】熱量可以在外界做功的情況下從低溫物體向高溫物體傳遞，但不能自發(fā)進(jìn)行，選項A正確；空調(diào)機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量，是因為消耗電能產(chǎn)生熱量，選項B正確；不可能從單一熱源吸熱全部用來對外做功而不引起其他變化，故選項C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，即使沒有漏氣、摩擦、不必要的散熱等損失，熱機(jī)也不可以把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故選項D正確；對能源的過度消耗將形成“能源危機(jī)”，但自然界的總能量守恒，故選項E錯誤．故選ABD。【答案】ABD【題型4綜合問題】【例4】下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，違背熱力學(xué)第一定律的有________，不違背熱力學(xué)第一定律、但違背熱力學(xué)第二定律的有________。A.汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱B.冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低C.某新型熱機(jī)工作時將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影響D.冰箱的制冷機(jī)工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)答案BC解析汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱既不違背熱力學(xué)第一定律也不違背熱力學(xué)第二定律；冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低，違背了熱力學(xué)第一定律；熱機(jī)工作時吸收的熱量不可能全部用來對外做功，而不產(chǎn)生其他影響，顯然C選項遵循熱力學(xué)第一定律，但違背了熱力學(xué)第二定律；冰箱的制冷機(jī)工作時，從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)，既不違背熱力學(xué)第一定律也不違背熱力學(xué)第二定律，綜上所述，第一個空選B，第二個空選C?！咀兪?-1】(多選)下列說法正確的是()A．一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量，則分子平均動能一定減少B．熱力學(xué)第二定律是反映宏觀自然過程的方向性的定律C．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%D．一定質(zhì)量的理想氣體膨脹時對外界做了功，它的內(nèi)能可能減少解析：選BCD根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，一定質(zhì)量的理想氣體放出熱量，Q為負(fù)值，但若外界同時對氣體做功，W為正，則其內(nèi)能不一定減少，分子平均動能不一定減少，A錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體膨脹時對外界做功，W為負(fù)值，當(dāng)Q＜|－W|時內(nèi)能減小，當(dāng)Q＞|－W|時內(nèi)能增大，當(dāng)Q＝|－W|時內(nèi)能不變，故它的內(nèi)能可能減少，D正確；熱力學(xué)第二定律就是反映宏觀自然過程的方向性的定律，B正確；由熱力學(xué)第二定律的開爾文表述可知熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%，C正確?！咀兪?-2】(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A.氣體吸熱后溫度一定升高B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能C.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體D.如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡答案BCD解析氣體內(nèi)能的改變ΔU＝Q＋W，故對氣體做功可改變氣體內(nèi)能，選項B正確；氣體吸熱為Q，但不確定外界做功W的情況，故不能確定氣體溫度的變化，選項A錯誤；由熱力學(xué)第二定律，選項C正確；根據(jù)熱平衡原理，選項D正確。【變式4-3】[多選]下列說法正確的是()A．當(dāng)分子間距離為平衡距離時分子勢能最大B．飽和汽壓隨溫度的升高而減小C．對于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)分子熱運動變劇烈時，壓強(qiáng)可以不變D．熵增加原理說明一切自然過程總是向著分子熱運動的無序性增大的方向進(jìn)行E．由于液面表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，所以液體表面具有收縮的趨勢解析：選CDE當(dāng)分子間距離為平衡距離時分子勢能最小，故A錯誤；飽和汽壓隨溫度的升高而增大，故B錯誤；當(dāng)分子的熱運動變劇烈時，溫度升高，若體積同時增大，壓強(qiáng)可以不變，故C正確；熵增加原理說明一切自然過程總是向著分子熱運動的無序性增大的方向進(jìn)行，故D正確；由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間表現(xiàn)為引力，故液體表面有收縮趨勢，故E正確?！绢}型5第二類永動機(jī)】【例5】關(guān)于兩類永動機(jī)和熱力學(xué)的兩個定律，下列說法正確的是（）A．第二類永動機(jī)不可能制成是因為違反了熱力學(xué)第一定律B．第一類永動機(jī)不可能制成是因為違反了熱力學(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，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時做功和熱傳遞一定會改變內(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。答案：D解析：第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律，違反熱力學(xué)第二定律，故A錯誤；第一類永動機(jī)不可能制成是因為違反了熱力學(xué)第一定律，故B錯誤；改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，二者在內(nèi)能的改變上是一樣的，若對外做功的同時吸收熱量，內(nèi)能可能不變，故C錯誤；由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳到高溫物體是可能的，故D正確?！咀兪?-1】如圖所示，絕緣支座上，C球帶正電，枕形導(dǎo)體A、B靠在一起，現(xiàn)將A、B分開，分別接觸一個小電機(jī)的兩個接線柱，如果小電動機(jī)非常靈敏，它便會開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)電動機(jī)還沒有停止時，又立刻把A、B在C附近碰一下分開，再和電動機(jī)兩接線柱接觸，如此下去，小電動機(jī)便能不停地轉(zhuǎn)動。則下列說法正確的是()A．A、B分開后A左端帶正電，B右端帶負(fù)電B．A、B分開前，AB是一個等勢體C．上述過程違背了能量守恒定律D．上述過程說明永動機(jī)可以制成【解析】由靜電感應(yīng)可知，AB分開前，由于C球帶正電，所以枕形導(dǎo)體A帶負(fù)電，枕形導(dǎo)體B帶正電，由于C球存在，所以AB分開后，A左端帶負(fù)電，B右端帶正電，分開前AB處于靜電平衡狀態(tài)，所以AB是一個等勢體，故A錯誤，B正確;上述過程在把AB分