3.4 热力学第二定律(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理选择性必修第三册同步学习指导(人教版2019)

# # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 8 9 : ; ４．如图所示，内壁光滑且长为 Ｌ ＝ ５０ ｃｍ的绝热汽缸固定在 水平面上，汽缸内用面积为 Ｓ ＝ １００ ｃｍ２ 的绝热活塞封闭 有温度为ｔ０ ＝ ２７ ℃的理想气体，开始时处于静止状 态的活塞位于距左侧缸底ｌ ＝ ３０ ｃｍ处。现用电热 丝对封闭的理想气体加热，使活塞缓慢向右移动。 （已知大气压强为ｐ０ ＝ １． ０ × １０５ Ｐａ） （１）试计算当温度升高到ｔ ＝ ３７７ ℃时，缸内封闭气 体的压强ｐ； （２）若汽缸内电热丝的电阻Ｒ ＝ １００ Ω，加热时电热 丝中的电流Ｉ ＝ ０． ２ Ａ，在此变化过程中共持续了 ｔ′ ＝３００ ｓ，不计电热丝由于温度升高而吸收的热量， 试计算气体增加的内能ΔＵ。 二、能量守恒定律 ５．某充气式座椅简化模型如图所示，质量相等且导热 良好的两个汽缸通过活塞封闭质量相等的两部分同 种气体Ａ、Ｂ，活塞通过轻弹簧相连如图所示静置在 水平面上，已知汽缸的质量为Ｍ，封闭气体的初始高 度均为Ｌ、初始环境温度为Ｔ０，轻弹簧的劲度系数为 ｋ、原长为Ｌ０，大气压强为ｐ０，重力加速度为ｇ，活塞 的横截面积为Ｓ、质量和厚度不计，弹簧形变始终在 弹性限度内，活塞始终未脱离汽缸。 （１）求初始时Ａ气体的压强； （２）若环境温度缓慢降至０． ８Ｔ０，求稳定后活塞ａ离 水平面的高度； （３）若环境温度缓慢降至０． ８Ｔ０，Ａ气体内能减小量 为Ｕ，求Ａ气体向外界释放的热量Ｑ。 三、永动机不可能制成 ６．下列说法正确的是 （Ｃ ） Ａ．随着科技的发展，第一类永动机是可能制成的 Ｂ．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能 量，但照射到宇宙空间的能量都消失了 Ｃ．“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能量守恒 定律，因而是不可能实现的 Ｄ．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形 式的电源，却能一直走动，说明能量是可能凭空产 生的 请同学们认真完成练案［１５                                               ］ ４．热力学第二定律 ! " # $ % & 明确目标·梳理脉络 课程标准 １．了解热传递、扩散现象、机械能与内能的转化等都具有方向性。知道具有方向性的过程为不可逆的。 ２．了解热力学第二定律的两种表述，并能用热力学第二定律解释第二类永动机不能制造成功。 ３．能用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移及方向性问题，并能解决一些实际问题。 ４．了解能量耗散、能源和环境。 素养目标 １．通过自然界中客观过程的方向性，了解热力学第二定律。 ２．了解热力学第二定律的两种不同表述，以及两种表述的物理实质。 ３．能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及宏观自然过程的方向性问题。 ４．认识能量耗散，知道能源是有限的。 !(! ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " . # # # # # # # ' ( ) * + , 教材梳理·落实新知 热力学第二定律 　 　 １．热力学第二定律的克劳修斯表述 （１）内容：热量不能自发地从低温　 物体传到 高温　 物体。即传热的过程具有方向性　 。 （２）传热的方向性 ①热量可以自发地由高温　 物体传给低温　 物体。 ②热量不能自发地由低温　 物体传给高温　 物体。 ③一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆。 说明：在表述中强调“自发”，就是不需要任何第 三者介入，就能发生。 ２．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， 把燃料中的化学能　 变成工作物质的内能　 　 。第二 个阶段是工作物质对外做功　 　 ，把自己的内能变成 机械能　 。 ②热机的效率：热机输出的机械功Ｗ　 与燃料产 生的热量Ｑ　 的比值。用公式表示：η ＝ 　 　 　 　 。 （２）开尔文表述 不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功　 ， 而不产生其他影响。（该表述阐述了机械能与内能转 化的方向性） 注意：热力学第二定律的克劳修斯和开尔文表述 是等价的。 『判一判』 （１）机械能可以完全转化为内能。 （√ ） （２）内能不可能完全转化为机械能。 （ × ） （３）能够制成的热机既不违背能量守恒定律，也不违 背热力学第二定律。 （√ ） （４）一个系统中个体排列的“有序”和“无序”是绝对 的。 （ × ） （５）科技发达后，热机的效率可以达到１００％。（ × ） （６）热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。（√ ） 『选一选』 　 　 关于热力学第二定律有以下四种说法： ①热力学第二定律使我们认识到：自然界中进行 的一切宏观过程都是可逆的；②热力学第二定律使我 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，是不可逆的；③热力学第二定律使我们认 识到：热量不可能由低温物体传递到高温物体；④第二 类永动机违背了能量守恒定律和热力学第二定律，因 此不可能制成。 上述说法中正确的是 （Ａ ） Ａ．② Ｂ．②③ Ｃ．①④ Ｄ．①③④ 『想一想』 　 　 以下哪些现象能够发生，哪些不能发生？能够发 生的现象是否违背热力学第二定律？ （１）一杯热茶自然放置，茶会自动变得更热。 （２）蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能。 （３）桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下 沉，上面的水变清，泥、水自动分离。 能源是有限的 　 　 １．能量耗散：有序度较高（集中度较高）的能量转 化为内能　 ，流散到环境中无法重新收集起来加以利 用的现象。 ２．各种形式的能量向内能的转化，是无序程度 较小　 的状态向无序程度较大　 的状态的转化，是能够 自动　 发生、全额发生的。 ３．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的 自发变化过程具有方向　 性。 ４．能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却 会导致能量品质　 的降低，它实际上是将能量从高 度有用的高品质　 形式降级为不大可用的低品质　 形式。 说明：虽然能量总量不会减少，但能源会逐步减 少，因此能源是有限的资源。 『选一选』 　 　 （多选）下列说法正确的是 （Ａ ） Ａ．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能 源，可以减少环境污染 Ｂ．用电动汽车代替燃油汽车，可改善空气质量 Ｃ．能量是守恒的，我们不需要节约能源 Ｄ．能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界 中宏观过程的方向性。能源的利用受这种方向性的制 约，所以能源的利用是有条件的，                                                                   也是有代价的 !(" # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 8 9 : ; ' - . / 0 1 细研深究·破疑解难 对热力学第二定律的理解 探究 要点提炼 　 　 １．自然过程的方向性 （１）热传导具有方向性 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，而低温物体不可能自发地 将热量传给高温物体，要实现低温物体向高温物体传 递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引 起其他变化。 （２）气体的扩散现象具有方向性 两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为 均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，绝不会自发 地分开，成为两种不同的气体。 　 　 （３）机械能和内能的转化过程具有方向性 物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但 绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地 面上重新运动起来。 （４）气体向真空膨胀具有方向性 气体可自发地向真空容器内膨胀，但绝不可能出 现气体自发地从容器中流出，使容器内变为真空。 ２．在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产 生其他影响”“单一热库”“不可能”的含义 （１）“自发地”是指热量从高温物体“自发地”传给 低温物体的方向性。在传递过程中不会对其他物体产 生影响或借助其他物体提供能量等。 （２）“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏 观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学 方面的影响，如吸热、放热、做功等。 （３）“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 用海水温度差来发电。 （４）“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，用任何办法都不可能加以消除。 　 　 热力学第二定律的两种表述是等价的，不管如何 表述，热力学第二定律的实质是相同的，即一切与热现 象有关的实际宏观过程都具有方向性。这个过程可以 自发地从一个方向向另一个方向进行，但是向相反的 方向却不能自发地进行，必须借助外界的帮助。 典例剖析 １．（多选）如图中汽缸内盛有一定 质量的理想气体，汽缸壁是导热的， 缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接 触面是光滑的，但不漏气，现将活塞杆缓慢向右移动， 这样气体将等温膨胀并对外做功。若已知理想气体的 内能只与温度有关，则下列说法正确的是 （Ｃ ） Ａ．气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功， 此过程违背热力学第二定律 Ｂ．气体是从单一热库吸热，但并未全部用来对外 做功，此过程不违背热力学第二定律 Ｃ．气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，此 过程不违背热力学第二定律 Ｄ．气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功， 此过程不违背热力学第一定律 　 　 对点训练? （多选）电冰箱能够不断地把热 量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气， 下列说法正确的是 （Ｂ ） Ａ．热量能自发地从低温物体传给高温物体 Ｂ．在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温 物体 Ｃ．热量的传递过程不具有方向性 Ｄ．在自发的条件下热量的传递过程具有方向性 能源是有限的 探究 要点提炼 　 　 １．能源的分类 能源分类方法 按形成或转换特点 能源分类 一次能源 二次能源 特点 自然形成，未经加工 由一次能源经过 加工转换而成 举例 太阳能、风能、地 热能、核能、潮 汐能 焦炭、木炭、蒸汽、 液化气、酒精、汽 油、电能 　 　 ２．能源开发和利用 加强新能源，特别是清洁能源的开发和利用，控制 化石能源开采，提高能源的利用率，降低对环境的污染。 典例剖析 ２．（２０２４·广东高二期末）下列对能量理解正确 的是 （Ｂ ） Ａ．能量在被利用的过程中，可利用的效率不变 Ｂ．能量转化遵守能量守恒定律 Ｃ．能量可以凭空消失 Ｄ．                                                                    自然界中的能量在不断减少 !(# ! " # $ % & ' ( ) * + , - ! " . # # # # # # # 　 　 对点训练? 关于能量耗散，下列说法不正确 的是 （Ｃ ） Ａ．能量耗散导致能量的品质降低 Ｂ．能量耗散是指分散在环境中的内能很难被人类 再回收利用 Ｃ．能量耗散使能量总量减少，违背了能量守恒 定律 Ｄ．各种形式的能量在一定条件下向内能的转化，       是能够全额发生的 2 3 4 5 6 7 以题说法·启智培优 热力学第一定律与热力学第二定律的区别与联系 区别 热力学第一定律揭示了做功和传热对改变物体内能的规律关系ΔＵ ＝ Ｗ ＋ Ｑ，指明内能不但可以转移，而且 还能跟其他形式的能相互转化。热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的一种表述形式，是从能的角度 揭示不同物质运动形式相互转化的可能性 热力学第二定律揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性。如机械能可以全部转化为内能，内能却不可能 全部转化为机械能而不引起其他变化，进一步揭示了各种能量转化过程及物质运动形式的转化过程都具有 方向性 联系 热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守恒的特殊表达形式，说明功及热量与内能改变的定量 关系，而热力学第二定律指出了能量转化与守恒能否实现的条件和过程进行的方向，指出了一切变化过程 的自然发展方向不可逆，除非靠外界影响，所以二者相互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础 　 　 案例　 （多选）关于热力学两大定律，下列说法正确的是 （Ａ ） Ａ．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的 Ｂ．热力学第二定律的两种表述是等效的 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 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，从单一热库吸收热量，完全变成功也是 可能的 答案：ＡＢＤ 解析：热力学第二定律有几种不同的表述形式，但它们是等效的，它与热力学第一定律是各自独立的，Ａ、Ｂ 正确；由热力学第一定律可知Ｗ≠０，Ｑ≠０，但ΔＵ ＝Ｗ ＋ Ｑ可以等于０，Ｃ错误；由热力学第二定律可知Ｄ中现象 是可能的，但不引起其他变化是不可能的，Ｄ正确。 规律总结：（１）热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的一种表述形式，是从能的角度揭示不同物质运 动形式相互转化的可能性。告诫人们：第一类永动机不可能制成。 （２）热力学第二定律揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性。如机械能可以全部转化为内能，内能却不 可以全部转化为机械能而不引起其他变化，进一步揭示了各种有关热的物理过程都具有方向性。告诫人们：第 二类永动机也不可能制成。 ' 8 9 " : ; 沙场点兵·名校真题 一、热力学第二定律 １．（多选）下列说法正确的是 （Ｂ ） Ａ．不可以从单一热库吸热使之完全变成功 Ｂ．机械能可以全部转化为内能，但内能不可以全部 转化为机械能而不产生其他影响 Ｃ．热机的效率不能达到１００％ Ｄ．将来可能利用海水的温差发电供人类使用 ２．（多选）有关热力学第二定律，下列说法正确的是 （Ａ ） Ａ．热力学第二定律说明自然界中进行的涉及热现象 的宏观过程都具有方向性 Ｂ．热力学第二定律可以表述为：气体向真空的自由 膨胀是不可逆的 Ｃ．由热力学第二定律的克劳修斯表述可知热量只能 从高温物体传到低温物体 Ｄ．第一类永动机违背了热力学第二定律，因此制             不成 !($ # # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 8 9 : ; ３．下列关于熵的说法错误的是 （Ｂ ） Ａ．熵是系统无序程度的量度 Ｂ．在孤立系统中，一个自发的过程总是向熵减少的 方向进行 Ｃ．热力学第二定律的微观实质是孤立系统总是向熵 增大的状态发展 Ｄ．熵值越大，代表系统分子运动越无序 ４．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 （Ｂ ） 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．内能可以全部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．能量守恒定律包含了热力学第一定律和热力学第 二定律 二、能源是有限的 ５．（２０２４·浙江温州高二期中）第１９届亚运会于９月 ２３日晚在杭州盛大开幕。此次亚运会开幕式将实 体烟花燃放改成电子烟花表演展示，通过数字技术、 光学投影等展现烟花绽放场景，传递出中国绿色低 碳环保且负责任的发展中大国形象。以下说法正确 的是 （Ｂ ） Ａ．能量在使用过程中总量保持不变，故无需节约用 电，可尽情燃放电子烟花 Ｂ．不断开发新能源，发展新技术，是缓解能源危机、 加强环境保护的重要手段 Ｃ．电子烟花技术将电能全部转化为光能和内能，过 程中不存在能量耗散 Ｄ．相比于传统烟花，使用电子烟花完全无污染 ６．（多选）随着时代的发展，能源格局面临新的机遇与 挑战。下列关于能量和能源的说法正确的是（Ａ ） Ａ．能量在转化过程中具有方向性，因此可利用能源 是有限的 Ｂ．电动汽车充电时，电能全部转化为锂电池的化 学能 Ｃ．自由摆动秋千摆幅越来越小，减少的机械能转化 内能，但总能量守恒 Ｄ．太阳照射到地球上的光能转化成其他形式的能 量，但照射到宇宙空间的能量都消失了 请同学们认真完成练案［１６                                       ］ 章末小结 < = > ? % & 热 力 学 定 律 内能 功和内能：在绝热情况下，功　 是内能变化的量度 热量和内能：只发生热传递时，热量是内能　 变化的量度 做功和热传递在改变内能上是等价　{ 的 热力学第一定律 内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和 表达式：ΔＵ ＝ Ｗ　 ＋ Ｑ　 能量守恒定律 第一类永动机不能制成的原因：违背能量守恒定律      　 热力学第二定律 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体　 开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响　{            能源是有限的 !(% ｐＡ ＝ ｐ０ ＋ Ｍｇ Ｓ 。 （２）若环境温度缓慢降至０． ８Ｔ０，根据受力平衡可知，气体发 生等压变化，则有 ＬＳ Ｔ０ ＝ Ｌ１Ｓ ０． ８Ｔ０ 可得Ｌ１ ＝ ０． ８Ｌ 设弹簧压缩量为ｘ，则有ｋｘ ＝Ｍｇ 解得ｘ ＝Ｍｇｋ 故稳定后活塞ａ离水平面的高度为ｈａ ＝ Ｌ１ ＋ Ｌ０ －( )ｘ ＝ ０． ８Ｌ ＋ Ｌ０ － Ｍｇ ｋ 。 （３）若环境温度缓慢降至０． ８Ｔ０，Ａ气体内能减小量为Ｕ，气体 被压缩，则外界对气体做功为 Ｗ ＝ ｐ０ ＋ Ｍｇ( )Ｓ × ０． ２ＬＳ ＝ ０． ２ｐ０ＬＳ ＋ ０． ２ＭｇＬ 根据热力学第一定律可得ΔＵ ＝Ｗ － Ｑ 即－ Ｕ ＝Ｗ － Ｑ 解得Ａ气体向外界释放的热量为Ｑ ＝ Ｕ ＋ ０． ２ｐ０ＬＳ ＋ ０． ２ＭｇＬ。 ６． Ｃ　 第一类永动机违背了能量守恒定律，故永远无法制成，Ａ 错误；太阳照射到宇宙空间的能量没有消失，Ｂ错误；马儿奔 跑时需要消耗能量，故“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背 了能量守恒定律，因而是不可能实现的，Ｃ正确；不用上发条， 也不用任何形式的电源，却能一直走动的“全自动”手表是通 过手臂运动对其做功而工作的，Ｄ错误。 ４．热力学第二定律 课前预习反馈 　 　 知识点１：１．（１）低温　 高温　 方向性　 （２）①高温　 低温 　 ②低温　 高温　 ③不可逆的　 ２．（１）①化学能　 ②内能　 做 功　 机械能　 ②机械功Ｗ　 热量Ｑ　 ＷＱ 　 （２）完全变成功 判一判 （１）√　 （２）× 　 （３）√　 （４）× 　 （５）× 　 （６）√ 选一选 　 　 Ａ　 热力学第二定律使我们认识到：自然界中进行的涉及 热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，①错误，②正确； 热量可以由低温物体传递到高温物体，但要引起其他变化，③错 误；第二类永动机不违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二 定律，因此不可能制成，④错误。故选Ａ。 想一想 　 　 （１）不能发生。热茶温度比周围环境温度高，热量不可能 自发地从低温物体传到高温物体。 （２）不能发生。蒸汽推动活塞做功，这一过程中，一方面由 于活塞摩擦汽缸而产生内能，另一方面蒸汽与周围环境有温度 差，蒸汽机会向周围环境散热。所以，蒸汽机把蒸汽的内能全部 转化成机械能是不可能的。 （３）能够发生。由于泥沙比水的密度大，泥沙会自动下沉， 从而使得上面的浑水变清了。此过程不违背热力学第二定律， 泥沙的重心降低，重力势能减少了，水的重心升高，水的重力势 能增加了，但系统总的重力势能减少了，最终转化为内能，而机 械能百分之百地转化为内能是可能的。 知识点２：１．内能　 ２．较小　 较大　 自动　 ３．方向　 ４．品质 　 高品质　 低品质 选一选 　 　 ＡＢＤ　 利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源，可减 少环境污染，故Ａ正确；用电动汽车代替燃油汽车，能减少尾气 的排放，可改善空气质量，故Ｂ正确；能量虽然是守恒的，但是可 利用的能源越来越少，所以我们需要节约能源，故Ｃ错误；能量 的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性； 能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的， 也是有代价的，故Ｄ正确。 课内互动探究 　 　 例１：ＣＤ　 汽缸壁是导热的，外界环境温度不变，活塞杆缓 慢向右移动过程中，有足够的时间进行热交换，气体等温膨胀， 所以汽缸内的气体温度不变，内能也不变，该过程中，气体是从 单一热库（外部环境）吸收热量，全部用来对外做功才能保证内 能不变，此过程既不违背热力学第二定律，也不违背热力学第一 定律，因为此过程通过外力对活塞做功来维持，如果没有外力对 活塞做功，此过程不可能发生，故Ｃ、Ｄ正确。 　 　 对点训练１：ＢＤ　 一切自发过程都有方向性，如热传导，热 量总是由高温物体自发地传向低温物体；又如扩散，气体总是自 发地由密度大的地方向密度小的地方扩散。在外界帮助下气体 可以由密度小的地方向密度大的地方扩散，热量可以从低温物 体传向高温物体，电冰箱就是借助外界做功把热量从低温物 体——冷冻食品，传向高温物体——周围的大气。所以在回答 热力学过程的方向性问题时，要区分是自发过程还是非自发过 程，电冰箱内热量传递的过程是有外界参与的。 　 　 例２：Ｂ　 由热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一 热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。开尔文的 表述阐述了机械能与内能转化的方向性：机械能可以全部转化 为内能，而内能不可能全部用来做功以转化为机械能，因此能量 在被利用的过程中，可利用的效率是不同的，故Ａ错误；由能量 守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能 从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个 物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。因此能量 转化遵守能量守恒定律，故Ｂ正确，Ｃ错误；由能量守恒定律可 知，自然界中的能量不会减少，故Ｄ错误。 　 　 对点训练２：Ｃ　 能量耗散是能量在转化过程中以内能的形 式发散到周围环境中，使得能量品质降低，且耗散在环境中的内 能很难被人类再利用，但能量耗散遵守能量守恒定律，另外，各 种形式的能量在一定条件下向内能转化是能够全额发生的，故 Ａ、Ｂ、Ｄ正确，Ｃ错误。 课堂达标检测 １． ＢＣＤ　 在引起其他变化的情况下，可以从单一热库吸热使之 完全变成功，故Ａ错误；在产生其他影响的情况下，内能可以 全部转化为机械能，故Ｂ正确；由于不可能从单一热库吸收热 量全部对外做功而不引起其他变化，导致热机的效率不能达 到１００％，故Ｃ正确；将来可能实现海水温差发电，故Ｄ正确。 ２． ＡＢ　 根据热力学第二定律，自然界中进行的涉及热现象的宏 观过程都具有方向性，故Ａ正确；对任何与热现象有关的宏观 自然过程方向性的描述，都可以作为热力学第二定律的一种表 述，故Ｂ正确；热量可以从低温物体传到高温物体，只是不能自 发进行，第一类永动机违背了能量守恒定律，故Ｃ、Ｄ错误。 ３． Ｂ　 熵是系统无序程度的量度，熵越大，系统分子运动无序程 度越大，故Ａ、Ｄ正确；孤立系统中发生的任何实际过程，其能 量的总值保持不变，而其熵值恒增，故Ｂ错误，Ｃ正确。 ４． Ｂ　 热力学第一定律揭示了内能与其他形式能量之间的转化 关系，是能量守恒定律在热力学中的具体体现。热力学第二 定律则进一步阐明了内能与其他形式能量转化时的方向性， 二者表述的角度不同，本质不同，相互补充，并不矛盾，Ｂ正 确，Ａ、Ｃ、Ｄ错误。 ５． Ｂ　 能量在使用过程中虽然总量保持不变，但品质越来越差， 即可利用率越来越低，所以必需节约能源，故Ａ错误；不断开 发新能源，发展新技术，是缓解能源危机、加强环境保护的重 要手段，故Ｂ正确；电子烟花技术不能将电能全部转化为光能 和内能，过程中也存在能量耗散，故Ｃ错误；相比于传统烟花， 使用电子烟花污染较少，但也不是完全无污染，故Ｄ错误。 ６． ＡＣ　 根据热力学第二定律可知，能量在转化过程中具有方向 性，因此可利用能源是有限的，故Ａ正确；电动汽车充电时，电 能没有全部转化为锂电池的化学能，还有一部分转化为内能， 故Ｂ错误；自由摆动秋千摆幅越来越小，减少的机械能转化内 能，但总能量守恒，故Ｃ正确；根据能量守恒可知，太阳照射到 地球上的光能转化成其他形式的能量，而照射到宇宙空间的 能量并没有消失，故Ｄ错误                                                                       。 —２０４—