第三章 第4节 热力学第二定律（讲义）-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

例题2]AD儸解维尔金斯“永动机”不可能实现,因为它违的方向性来描述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全 背了能量守恒定律,小球向上运动过程中,磁场力对小球 变成功,而不产生其他影响,如果没有外界的帮助,气体是 做正功,使小球增加了机械能,但小球下落时,同样也受到 不可能等温膨胀的,即这一过程虽然是气体从单一热库吸 磁场力,而且磁场力做负功,这个负功与上升过程的正功 热,全部用来对外做功,但产生了其他影响,所以此过程不 相互抵消,可见,即使忽略摩擦,要想在Q处对外做功,也 违反热力学第二定律,选项C正确. 是没有能量来源的,所以维尔金斯“永动机”不可能实现,;[变式1A解由热力学第二定律的开尔文表述可知,选 选项A、D正确,B、C错误 项A正确;热机效率总低于100%,选项B错误;满足能量 变式2]D解析形状记忆合金从热水中吸收热量后,一部 守恒定律的物理过程未必能自发进行,任何过程一定都满 分能量在伸展划水时转化为水和转轮的动能,另一部分释:足热力学第二定律,选项C错误;由热力学第一定律 放到空气中,根据能量守恒定律可知,选项D正确 W+Q可知,W>0,Δ不一定大于0,即内能不一定增 课未·随堂演练 加,选项D错误 l.BCD儸解杬利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化:匚例题2]B解柷热力学笫一定律是能量守恒在热现象中的 为动能,但由于摩擦力的不可避免性,动能最终转化为内能 体现,而热力学第二定律则指出内能和其他形式能发生转 使转动停止,选项A不符合题意;可利用光能的可转化性 化的方向性,两者并不矛盾,选项B正确 和电能的可收集性,使光能转化为船的动能或飞机的动能,[变式2]AC解柷根据热力学第一定律知,Δ=W+Q= 实现逆水行舟或飞机不带燃料飞行,选项B、C符合题意 100J+120J=20J,说明内能增加了20J,选项A正 利用反冲理论,以核动力为能源,使地球获得足够大的速 确;根据热力学第一定律Δ=W+Q,可知Δ>0,内能 度,挣脱太阳引力的束缚而离开太阳系,选项D符合题意 增加,ΔU<0,内能减少,ΔU的大小由W、Q共同决定,说 2.ADI解枥小球在竖直平面内摆动,经过一段时间后,小球}明物体从外界吸收热量,其内能不一定增加,物体对外界 停止摆动,说明机械能通过克服阻力做功不断地转化为内 做功,其内能不一定减少,选项B错误;第二类永动机没 能,即机械能不守恒,选项A正确;小球的机械能转化为内 有违反热力学第一定律,不能制成是因为它违反了热力学 能,能量的种类变了,但能量不会消失,选项B错误;小球长 第二定律,选项￠正确;通过做功的方式可以使热量从低 时间摆动过程中,重力势能和动能相互转化的同时,机械能 温物体传递给高温物体,如电冰箱制冷时热量从低温物体 不断地转化为内能,故摆动的幅度越来越小,但总能量守 传递给高温物体,选项D错误. 恒,选项C错误,D正确 例题3]BD解柷能量耗散并不违反能量守恒定律,宇宙中 3.B解析因A部分气体密度小,B部分气体密度大,以整体 的能量既没有减少,也没有消失,它从能量角度反映出自 为研究对象,开始时,气体的重心在中线以下,混合均匀后 然界中的宏观过程具有方向性,选项A、C错误,B、 气体的重心在中线上,所以有重力做负功,使气体的重力势 D正确 能增大,由能量守恒定律可知,吸收的热量Q有一部分转:[变式3]ACD儸解析能源是有限的,必须合理利用能源,选项 化为气体的重力势能,另一部分转化为气体的内能,选项B A正确;尽管能量守恒,但是使用过程中会有能量耗散,常 正确 规能源并不是取之不尽、用之不竭的,选项B错误;能源 4.解析上述设想的能量转化过程是这样的,电能→机械能→ 的利用推动人类进步的同时会破坏人类生存的环境,必须 电能→机械能十电能(用户).根据能量既不会凭空产生,也 加强环境保护,选项￠正确;开发新能源可以缓解常规能 不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从 源的不足,选项D正确 一个物体转移到别的物体,所以上述能量转化中均应是守课末·随堂演练 恒的,发电机发出电后不再使用外界能量是不可能的,所以:1.B解楣热量不能自发地从低温物体传到高温物体,选项 这种“永动机”不能实现 Δ错误;由热力学第二定律可知,选项B正确;热量从低温 答案见解析 物体传给高温物体时一定会引起其他变化,选项C错误; 第4节热力学第二定律 只满足能量守恒定律而不满足热力学第二定律的过程是不 可能自发进行的,选项D错误 课前·教材预案 2.A解析根据热力学笫二定律可知,一切与热现象有关的 【教材梳理】 实际宏观过程都是不可逆的,功转变为热的实际宏观过程 知识点 是不可逆过程,选项A正确;做功和热传递是改变物体内 1.(1)自发自发方向(2)热不可逆 能的两种方法,由热力学第一定律知,对