高三物理一轮总复习专题1312热力学第二定律能源和可持续发展伴学.docxVIP

专题 13.12 热力学第二定律 能源和可持续发展 课前预习 ● 自我检测 1．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( ) A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效 率 100% B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的 C．第二类永动机遵从能量守恒故能做成 D．用活塞压缩汽缸里的空气， 对空气做功 2.0×105J，同时空气向外界放出热量 1.5×105 J，则空气的内能增加了 0.5×105 J 【答案】：D 【解析】 由热力学第二定律知 B、C 错，绝对零度不可达到， A 错，由热力学第一定律知 D 正确． 2．下列过程中，可能发生的是( ) A．某工作物质从高温热源吸收 20 kJ 的热量，全部转化为机械能，而没有其他任何影响 B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发流进去，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．将两瓶不同液体自发互融，然后又自发地各自分开 【答案】：C 3．根据热力学第二定律，下列说法正确的是( ) A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能 B．电能不可能全部转变成内能 C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部转变成电能 D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 【答案】：ACD 【解析】：热力学第二定律指明了宏观热现象具有方向性， 利用这一方向性特点进行分析． 凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性．无论采用任何设备和手段进行能量转化， 总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故 A 正确．火力发 电机发电时，能量转化的过程为内能→机械能→ 电能，因为内能→机械能的转化过程中会对 外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能， C 正确．热量从低温物体传递到高温物体 不能自发进行， 必须借助外界的帮助， 结果会带来其他影响， 这正是热力学第二定律第一种(克 氏)表述的主要思想，故D 正确．由电流热效应中的焦耳定律可知，电能可以全部转化为内能．故 B 错误． 4．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，这说明了 ( ) 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．热量的传导过程不具有方向性 D．在自发地条件下热量的传导过程具有方向性 【答案】：BD 5．能源可分为一级能源和二级能源，自然界以现成形式提供的能源称为一级能源；需要 依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源．氢气就是一种高效而没有污染的二级能 源，它可以由自然界中大量存在的水来制取．下列叙述正确的是( ) A．电能是二级能源 C．天然气是一级能源 B．水能是二级能源 D．焦炉气是一级能源 【答案】：AC 【解析】：电能和焦炉气是二级能源，水能和天然气是一级能源． 课堂讲练 ● 典例分析 知识点一：热力学第二定律的一种表述 1．热传导的方向性 (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)热传导过程是有方向性的． ①．“自发地”是指没有任何外界的影响或帮助． 如：重物下落、植物的开花结果等都是自然界客观存在的一些过程，它们不受外来干扰， 这就是自发的过程；而在夏天，室内温度比外界低，用空调却还能不断地把室内热量向外界 传递，是因为电流对空调做了功，不是自发的过程． ②．热量从高温物体传递到低温物体，是因为两者存在着温度差，而不是热量从内能大 的物体传递到内能小的物体，由内能的定义可知，温度低的物体有可能比温度高的物体内能 大． 2．热力学第二定律的克劳修斯表述 热量不能自发地从低温物体传到高温物体．即热传导的过程具有方向性． 【典例 1】．关于制冷机制冷过程的说法中，正确的是( ) A．此过程违反了热力学第二定律 B．此过程没有违反热力学第二定律 C．此过程违反了能量守恒定律 D．此过程没有违反能量守恒定律 E．此过程在消耗电能的前提下，热量从低温物体传给高温物体 【答案】 BDE 【典例 2】 根据热力学第二定律，下列说法正确的是( ) A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能 B．电能不可能全部转变成内能 C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部转变成电能 D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 E．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律 【答案】 ACD 【解析】 凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性．无论采用任何设备和手段进 行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故 A 正确；火力发电机发电时，能量转化的过程为内能→机械能→ 电能，因为内能→机械能的