4.热力学第二定律-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

该高中物理课件围绕热力学第二定律展开，通过热茶变凉、颜料扩散等情境问题导入，引导学生认识热现象的方向性，结合自主学习、教材梳理和课题探究，构建从定律表述到能源问题的知识脉络，为学生提供阶梯式学习支架。 其亮点在于以科学思维为核心，通过表格对比热力学定律、分析热机与制冷机工作原理，培养学生模型建构与科学推理能力。融入熵增加原理和能源耗散案例，强化科学态度与责任，学生能深化能量观念，教师可依托系统资料提升教学效率。

4.热力学第二定律 　　　　 第三章　热力学定律 1.了解传热、扩散现象、机械能与内能的转化等过程都具有方向性，知道具有方向性的过程是不可逆的。 2.了解热力学第二定律的两种不同表述，能运用热力学第二定律解释第二类永动机是不可制成的。 3.能利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.了解能量和能源的区别以及能量耗散，知道能源是有限的，增强节约能源意识。 素养目标 知识点一　热力学第二定律 1 知识点二　热力学第一定律与热力学第二定律的比较 2 课时测评 4 内容索引 知识点三　能源是有限的 3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 知识点一　热力学第二定律 返回 情境导入　(1)图甲为一杯热茶，放置一段时间后会变凉， 那么凉茶水会自动再变热吗？这说明传热有什么特点？ 提示：不会；传热有方向性。 自主学习 (2)图乙为一滴红色颜料滴进一杯清水中，经过一段时间后整杯水会均匀地变红。那么水中扩散后的颜料能否自发地重新聚集在一起，而其余部分又变成清水？这说明扩散现象有什么特点？ 提示：不能；扩散现象有方向性。 (3)一辆运动的玩具小车在地面上滑行一段距离后停下来，小车的机械能转化成什么能了？停下来的小车能自动重新运动起来吗？这说明机械能与内能间的转化有什么特点？ 提示：内能；不能；机械能与内能间的转化有方向性。 教材梳理 (阅读教材P59—P63完成下列填空) 1.热现象的方向性：只要涉及热现象的过程都有特定的________。一切与热现象有关的宏观自然过程都是________的。 2.热力学第二定律是反映宏观自然过程的________的定律。 3.热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能________从____温物体传到____温物体。阐述的是传热的______性。 方向性 不可逆 方向性 自发地 低 高 方向 4.热力学第二定律的开尔文表述 (1)热机 ①从能量的角度看，热机的工作分为两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的________变成工作物质的______；第二个阶段是工作物质对外______，把自己的内能变成________。 ②热机用于做功的热量一定______它从高温热库吸收的热量，即W＜Q。 (2)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__________，而不产生其他影响。阐述的是机械能与内能转化的____性。 5.热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是______的。 化学能 内能 做功 机械能 小于 完全变成功 方向 等价 6.熵与熵增加原理 (1)1850年，克劳修斯首次提出熵的概念，熵可用来表达一个系统的无序程度，系统从有序向无序的发展过程中熵在______。 (2)孤立系统：不与外界进行物质和能量交换的系统。 (3)熵增加原理：在自发过程中，系统总是自发地向无序方向发展，即一个孤立系统的熵值总是________的。 增加 不减少 师生互动　如图分别为制冷机和热机的工作过程示意图，通过此图思考以下问题： 任务1.制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗？ 提示：不是，热量从低温热库传到高温热库时需要有外界做功。 课堂探究 任务2.热机工作时能否将从高温热库吸收的热量全部用于做功？ 提示：不能，热机工作时只能将从高温热库吸收热量的一部分用来做功，剩余的部分释放到低温热库。 1.热力学第二定律表述中的几个关键词含义的理解 探究归纳 关键词 含义 “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 “不产生 其他影响” 是指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 “单一 热库” 是指温度均匀并且恒定不变的系统。若某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上下温度不同来发电 探究归纳 关键词 含义 “不可能” 是指实际上热机或制冷机系统循环时，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，不论用任何的办法都无法消除 2.热力学第二定律的实质 热力学第二定律的每一种表述都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性。 探究归纳 3.几个热现象实例过程的方向性 (1)高温物体 低温物体。 (2)机械能 内能。 (3)气体体积V1(较小) 气体体积V2(较大)。 (4)不同气体A和B 混合气体AB。 探究归纳 热量Q能自发地传给 热量Q不能自发地传给 能自发地完全转化为 不能自发地完全转化为 能自发地膨胀到 不能自发地收缩到 能自发地混合成 不能自发地分离成 (多选)根据热力学第二定律，下列说法中正确的是 A.不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 B.没有冷凝器，只有单一的热库，能将从单一热库吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的 C.制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中，而不引起其他 变化 D.不可能使热量由低温物体传到高温物体，而不引起其他变化 例1 √ √ 热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化，A正确，B错误；传热具有方向性，热量能自发地从高温物体传到低温物体，但是热量要从低温物体传到高温物体，必然要引起其他变化(外界对系统做功)，C错误，D 正确。 针对练1.下列过程中可能发生的是 A.某种物质从高温热库吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响 B.打开一高压密闭容器，其内气体自发逸出后又自发跑进去，恢复原状 C.利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高 D.将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开 √ 根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但通过一些其他手段是可以实现的，故C正确；要使内能全部转化为机械能必定会产生其他影响，故A错误；气体膨胀具有方向性，故B错误；扩散现象也有方向性，故D错误。 针对练2.根据热力学第二定律，下列说法正确的是 A.热量可以从低温物体传到高温物体 B.热量不可以从低温物体传到高温物体 C.蒸汽机把蒸汽的内能全部转化为机械能 D.一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的 √ 在一定条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，A正确，B错误；蒸汽机的效率不可能达到100％，蒸汽机只能把蒸汽的一部分内能转化为机械能，C错误；一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，D错误。故选A。 返回 知识点二　热力学第一定律与热力学第二定律的比较 返回 师生互动　如图所示，汽缸内封闭着一定质量的理想气 体，汽缸壁是导热的，活塞与汽缸壁的接触处是光滑的， 且不漏气。 任务1.若升高汽缸周围的环境温度，是气体对外界做功还是外界对气体做功？能不能说此过程气体是从单一热库吸收热量并全部用来对外做功？ 提示：气体对外界做功；不能。 任务2.若环境温度不变，将活塞与杆连接并缓慢地向右移动，能不能说此过程气体是从单一热库吸收热量并全部用来对外做功？是否违背热力学第二定律？ 提示：能；不违背。 1.两个热力学定律的比较 探究归纳 比较 热力学第一定律 热力学第二定律 区别 是能量守恒定律在热力学中的表现，否定了创造能量和消灭能量的可能性，从而否定了第一类永动机 是关于在有限空间和时间内，一切和热现象有关的过程具有不可逆性的经验总结，从而否定了第二类永动机 联系 两条定律分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律，二者既相互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础 2.两类永动机的比较 探究归纳 比较 第一类永动机 第二类永动机 设计要求 不消耗任何能量，但可以不断对外做功 将内能全部转化为机械能，而不引起其他变化(或只有一个热库，实现内能向机械能的完全转化) 不可能制 成的原因 违背了能量守恒定律和热力学第一定律 违背了热力学第二定律 角度1 热力学第一定律与第二定律的比较 (2025·山东威海市高二检测)对热力学第一定律和第二定律的理解，下列说法正确的是 A.热量不能由低温物体传递到高温物体 B.外界对物体做功，物体的内能必定增加 C.内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化 D.机械能不能全部转化为内能 例2 √ 根据热力学第二定律可知，热量不能自发地由低温物体传递到高温物体，但在一定条件下，热量可以由低温物体传递到高温物体，例如电冰箱的工作过程，故A错误；根据热力学第一定律可知，物体内能的变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，故B错误；根据热力学第二定律可知，内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化，故C正确；机械能可以全部转化为内能，故D错误。故选C。 针对练.关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列表述正确的是 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 √ 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。 角度2 两类永动机的比较 关于两类永动机和热力学定律，下列说法正确的是 A.第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律 B.第一类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律 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 例3 √ 第一类永动机违背了能量守恒定律和热力学第一定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，A、B错误；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，选项D中的现象是可能的，但会产生其他影响，D正确。 针对练.(2025·宁夏石嘴山高二期末)关于能量的转化，下列说法中正确的是 A.尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100％，制冷机却可以使温度降到－293 ℃ B.第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来 C.空调既能制热又能制冷，说明传热不存在方向性 D.热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化 √ 尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100％，制冷机不可以使温度降到－293 ℃，只能接近－273.15 ℃，故A错误；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，故B错误；传热具有方向性，故C错误；由热力学第二定律可知，热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化，即热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，也能从低温物体传递到高温物体，但要发生其他变化，故D正确。 返回 知识点三　能源是有限的 返回 情境导入　下面的两幅图片，告诉我们什么问题？ 提示：告诉我们要节约能源。 自主学习 教材梳理 (阅读教材P61—P62完成下列填空) 1.能量耗散：使用的能源最终都转化成了内能，使得周围环境升温，分散在环境中的内能再也不能自动聚集起来驱动机器做功，这样的转化过程叫作“能量耗散”。 2.能源：具有________的容易利用的储能物质。 3.能源的使用过程中虽然能的总量保持______，但能量的______下降了。虽然能量总量不会减少，但______会逐步减少，因此能源是有限的资源。 高品质 守恒 品质 能源 师生互动　如图为我国古代民间使用的水磨，流动的水带动水 磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的 温度升高。 任务1.从能量守恒的角度来说，什么能转化为了磨盘和粮食的 内能？ 提示：水流的一部分机械能。 课堂探究 任务2.这些内能最终流散到周围的环境中，我们能不能将这些流散的内能重新收集起来加以利用？内能与机械能相比，哪种能量的品质低？ 提示：不能；内能的品质低。 任务3.既然能量是守恒的，为什么还提倡节约能源？ 提示：能量是守恒的，但能量耗散却导致能量的品质降低，难以再回收 利用。 1.能量耗散的理解 (1)能量耗散是指使用的能源最终都转化为内能，分散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象。 (2)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观自发过程具有方向性。 (3)能量耗散虽然不会使能量的总量减少，却会导致能量的品质降 低，它实际上是将能量从高度有用的形式降级为不大有用的形式。 探究归纳 2.能量与能源的区别 (1)能量是守恒的，既不会增加也不会减少。 (2)能源是具有高品质的容易利用的储能物质。 (3)能量会耗散，能量总量不变，但能量品质会下降，即能源会减 少，故我们要节约能源。 探究归纳 下列关于能量和能源的说法正确的是 A.由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源 B.在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少 C.能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性 D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 例4 √ 根据能量守恒定律可知，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，B正确，D错误；由于能量转化具有方向性，能量耗散导致能量品质降低，所以需要节约能源，A、C错误。 针对练.(多选)关于能量和能源，下列表述正确的是 A.根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的 B.人类在利用能源的过程中，能量在数量上没有减少，但能量品质降低了 C.自然界中的能量转移和转化是有方向性的 D.现在人类在不断地开发和利用一些新能源，由此可见不需要节约能源 √ √ 能源是有限的，常规能源都是短期内不可再生的，在能源利用过程中，由于能量的转化、转移是有方向性的，使用的能源最后都转化成了内能，周围环境中的内能很难再利用，由此导致能量品质降低，故A错误，B、C正确；虽然现在人类在不断地开发和利用一些新能源，但是可利用的能源还是有限，所以还是需要节约能源，故D错误。故选BC。 返回 课堂回眸 课时测评 返回 1.第19届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 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，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 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 能量在使用过程中虽然总量保持不变，但品质越来越低，即可利用率越来越低，所以必需节约能源，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，B正确；电子烟花技术不能将电能全部转化为光能，过程中存在能量耗散，C错误；相比于传统烟花，使用电子烟花污染较少，但不是完全无污染，D错误。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2.(多选)(鲁科版选择性必修第三册·P70·T5)关于电冰箱，下列说法正确 的是 A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 B.电冰箱的制冷系统能不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为它消耗了电能 C.电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律 D.电冰箱的工作原理违背热力学第二定律 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 由热力学第二定律可知，热量不能自发地由低温物体传到高温物体，电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，其工作原理并不违背热力学第二定律，故A、D错误，B正确；热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确。故选BC。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 3.海底火山活跃的海域，火山附近的海水会受到加热形成水蒸气从而产生气泡。气泡浮上水面的过程中温度下降，压强减小，体积减小。该过程中水蒸气可视作理想气体，气泡内空气分子个数视为不变。下列关于该过程说法正确的是 A.水蒸气上升过程中吸收热量 B.水蒸气分子的平均动能增大 C.水蒸气放出的热量大于其减小的内能 D.该过程违反了热力学第二定律 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 气体温度下降，故内能减小，即ΔU＜0，由体积减小可以判断外界对气体做功，故W＞0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q＜0，即放出热量，故A错误；水蒸气的温度下降，分子平均动能减小，故B错误；由A项分析知，水蒸气放出的热量大于其减小的内能，故C正确；该过程不单是从热库吸热并用于做功，同时也引起了海水重力势能的变化，故没有违反热力学第二定律，故D错误。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 4.(多选)(2025·河南信阳市高二期末)根据热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是 A.机械能可以全部转化为内能，内能也可以用来做功转化成机械能 B.自发的传热过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的 C.第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，所以随着科技的进步和发展，第二类永动机可以被制造出来 D.空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热量可以逆向传递 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 机械能可以全部转化为内能，内能也可以用来做功转化成机械能，故A正确；根据热力学第二定律可知，自发的传热过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故B正确；第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能被制造出来，故C错误；根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传递给高温物体，但在一定外界条件下可以实现，故D正确。故选ABD。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 5.(多选)关于能源的开发和利用，下列观点正确的是 A.无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为 B.根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的 C.开发和利用能源的同时，必须加强对环境的保护 D.不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径 √ √ √ 能源是有限的，必须合理利用能源，A正确；尽管能量守恒，但使用过程中会有能量耗散，常规能源并不是取之不尽，用之不竭的，B错误；能源的开发和利用推动人类进步的同时会破坏人类生存的环境，必须加强环境保护，C正确；开发新能源可以缓解常规能源的不足，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 6.关于热学现象与规律，下列说法正确的是 A.热机的效率不可能达到100％ B.自然界中某些热现象不具有方向性 C.热量不能从低温物体传到高温物体 D.孤立系统的自发过程中熵可能减小 √ 根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100％，自然界中所有热现象都具有方向性，故A正确，B错误；热量不能自发从低温物体传到高温物体，但可以通过外界做功，将热量从低温物体传到高温物体，故C错误；根据熵增加原理可知，孤立系统的自发过程中熵不可能减小，故D错误。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 7.(2025·四川广安高二期末)下列与热现象有关的说法，正确的是 A.热量能自发地从低温物体传递给高温物体 B.热量只能从内能多的物体传递给内能少的物体 C.外界对物体做功，物体一定向外界放热 D.一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性 √ 由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误；内能多的物体温度不一定高，不一定传递热量给内能少的物体，故B错误；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，外界对物体做功，由于内能的变化未知，故物体吸放热情况未知，故C错误；一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 8.(多选)(2025·山西临汾高二期末)关于热力学定律，下列说法正确的是 A.物体的温度可以达到－300 ℃ B.第二类永动机违背了能量守恒定律 C.做功和传热对改变物体的内能是等效的 D.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，可将海水的部分内能转化为机械能 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 －273.15 ℃是低温的极限，则物体的温度不可能达到－300 ℃，A错误；第二类永动机违背了热力学第二定律，不违背能量守恒定律，B错误；做功和传热对改变物体的内能是等效的，C正确；利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的部分内能转化为机械能，符合能量守恒定律和热力学第二定律，所以这在原理上是可行的，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 9.(多选)(2025·陕西宝鸡高二期末)关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列说法中正确的是 A.0 ℃的水和0 ℃的冰的内能是相等的 B.第一类永动机不可能制成 C.热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体” D.一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能减少 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 0 ℃的冰融化成0 ℃的水，要吸收热量，内能增加，由于质量的关系不确定，故不能确定0 ℃的水和0 ℃的冰的内能的关系，故A错误；根据能量守恒定律可知，第一类永动机不可能制成，故B正确；热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化”，故C错误；一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，则Q＝0，W＜0，根据ΔU＝Q＋W，可知ΔU＜0，气体的内能减小，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 10.(多选)关于热力学定律，下列说法中正确的是 A.三个系统a、b、c，若a与b内能相等，b与c内能相等，则根据热平衡定律，a与c接触时一定不会传热 B.可以实现从单一热库吸收热量，使之完全用来对外做功 C.自然界的能量是守恒的，所以我们不必节约能源 D.一定量的理想气体经过绝热压缩，其内能一定增大 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 热平衡状态即为两系统的温度相同，但两系统内能相同时，温度不一定相同，故A错误；由热力学第二定律可知，可以实现从单一热库吸收热量，使之完全用来对外做功，但是必然会引起其他变化，故B正确；自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用，因此要节约能源，故C错误；一定质量的理想气体经过绝热压缩，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体的内能一定增大，故D正确。故选BD。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 11.气闸舱是空间站中供航天员进入太空或由太空返 回用的气密性装置，其原理如图所示。座舱A与气闸 舱B间装有阀门K，A中充满气体，B内为真空。航天 员由太空返回到B时，将B封闭，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统温度保持不变，舱内气体可视为理想气体，不考虑航天员的影响，则此过程中 A.气体膨胀做功，内能减小 B.气体从外界吸收热量 C.气体分子在单位时间内对A舱壁单位面积碰撞的次数减少 D.一段时间后，A内气体的密度可以自发地恢复到原来的密度 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 由于系统温度保持不变，所以气体内能不变，即 ΔU＝0，气闸舱B内为真空，打开阀门K，A内的 气体自由扩散，该过程气体不做功，根据热力学 第一定律ΔU＝Q＋W，可知Q＝0，既不吸热也不放热，故A、B错误；气体体积增大，则气体分子的数密度减小，温度不变，则分子的平均动能不变，则气体分子在单位时间对A舱壁单位面积碰撞的次数减少，故C正确；根据热力学第二定律可知，B中气体不可能自发地退回到A中，即A内气体的密度不可能自发地恢复到原来的密度，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 12.(多选)“二氧化碳跨临界直冷制冰”是北京冬奥 会的“中国方案”，图甲中国家速滑馆的冰面全由 它制成，冰面温差可控制在±0.5 ℃以内。其制冰 过程可简化为图乙中的循环过程，其中横轴为温度 T，纵轴为压强p。过程A→B：一定量的二氧化碳在压缩机的作用下变为高温高压的超临界态(一种介于液态和气态之间，分子间有强烈相互作用的特殊状态)；过程B→C：二氧化碳在冷凝器中经历一恒压过程向外放热而变成高压液体；过程C→D：二氧化碳进入蒸发器中蒸发，进而使与蒸发器接触的水降温而凝固；过程D→A：二氧化碳经历一恒压过程回到初始状态。下列说法正确的是 A.过程A→B中，每个二氧化碳分子的动能都将增大 B.过程B→C中，二氧化碳始终遵循气体实验定律 C.过程D→A中，若二氧化碳可看作理想气体，则该过程中二氧化碳将吸热 D.整个循环过程中，热量从低温水向高温二氧化碳传递，但是不违反热力学第二定律 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 过程A→B中，温度升高，二氧化碳分子的平均动能将增大，但不是每个二氧化碳分子的动能都将增大，故A错误；过程B→C中，二氧化碳在C是液态，不是气体，不符合气体实验定律的条件，故B错误；过程D→A中，若二氧化碳可看作理想气体，压强不变，温度升高，故二氧化碳的内能增大，体积增大，二氧化碳对外做功，由热力学第一定律可知该过程中二氧化碳将吸热，故C正确；整个循环过程中，热量从低温水向高温二氧化碳传递，该过程引起了其他的变化，所以不违反热力学第二定律，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 13.(多选)如图所示，电冰箱由压缩机、冷凝 器、毛细管、蒸发器四个部分组成一个密闭 的连通系统，制冷剂在连通系统内循环流经 这四个部分。各部分的温度和压强如图所示， 则下列说法正确的是 A.冷凝器向环境散失的热量一定大于蒸发器 从冰箱内吸收的热量 B.该过程实现了热量从低温物体向高温物体传递 C.制冷剂在蒸发器中的状态可以看成理想气体 D.制冷剂在通过冷凝器的过程中分子势能和分子动能都减小 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 根据热力学第一定律可知，Q1(从低温物体吸收 的热量)＋W(压缩机对系统做功)＝Q2(向高温物 体释放的热量)，A正确；这一过程不是自发完 成的，蒸发器和冷凝器两处的热交换方向都是 从高温物体向低温物体，整个过程实现了热量 从低温物体向高温物体传递，符合热力学第二 定律，B正确；制冷剂在蒸发器中虽然是气体 状态，但是不满足远离液化的状态，不能看成理想气体，C错误；在冷凝器中制冷剂温度降低，分子平均动能减小，从气体过渡到液体，分子间距离减小，分子势能减小，D正确。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 谢 谢 观 看 4.热力学第二定律 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 $