人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第3章 热力学定律 分层作业17 热力学第二定律.ppt

1234567891011121313.(2024浙江金华高二月考)如图所示的皮筋轮子发动机,将一结实而富有弹性的条形材料(塑料或薄纸板)围成一个直径为30cm的轮子,用一些皮筋固定在这个轮子和中心轴之间,该中心轴可以在两个支架上做摩擦很小的转动。如果轮子的一边靠近一个热源(电灯),接收了更多热量的皮筋就会变短,迫使轮子变成椭圆形,重心不再位于旋转轴上,这就迫使轮子转动,其他的皮筋接近热源,轮子持续变形就保证了运动无休止地进行下去。分析上述发动机能实现吗?(该皮筋受热形变后不能自发地恢复原状)141234567891011121314答案不能实现,理由见解析解析这实际上是一架第二类永动机,希望从单一热库吸收能量并把它全部用来做功,而不引起其他变化。轮子变形后,重心偏移,开始带动“机器”转动。随着轮子不同部位的靠近,轮子不断收缩变形,最后达到不可再变的程度,此时发动机不再运动。要使它继续运动,必须通过外界的能量使皮筋重新恢复原状,但这违背了设计的初衷,即从单一热库吸收热量把它全部用来做功。所以这台发动机是不可制成的,它违背了热力学第二定律。12345678910111213C组核心素养拔高练14.(2024江苏盐城高二月考)有一种冷暖两用型空调,铭牌标注:输入功率1kW,制冷能力1.2×104kJ/h,制热能力1.3×104kJ/h。该空调在制热时,每消耗1J电能,将放出约3.6J的热量,是标注错误还是能量不守恒?14答案标注正确,能量是守恒的解析空调制冷(制热)靠压缩机做功,从室内(室外)吸收热量放到室外(室内)。在制热时,放出的热量等于消耗的电能与从室外吸收的热量之和,完全可以大于电能消耗。这既不违背热力学第一定律,也不违背热力学第二定律,所以标注正确,并且能量也是守恒的。12345678910111213题组一热力学第二定律1.(多选)下列说法正确的是()A.热传导过程是可逆的B.机械能向内能的转化过程是不可逆的C.气体的扩散过程是可逆的D.气体向真空中的膨胀是不可逆的A组必备知识基础练BD14解析这四个过程都是与热现象有关的宏观过程,根据热力学第二定律可知,它们都是不可逆的,故A、C错误,B、D正确。123456789101112132.(多选)(2024云南红河高二期末)地球上海水的总质量约为1.4×1018t,如果这些海水的温度降低0.1℃,将要放出5.8×1023J的热量。有人曾设想利用海水放出的热量,使它完全变成机械能来解决能源危机,但这种机器是不能制成的,关于其原因,下列说法不正确的是()A.内能不能转化成机械能B.内能转化成机械能不满足热力学第一定律C.只从单一热库吸收热量并完全转化成机械能的过程不满足热力学第二定律D.机械能可全部转化为内能,内能不可能全部转化成机械能,同时不引起其他变化AB141234567891011121314解析内能可以转化成机械能,如热机,故A错误,符合题意;内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律,也可以说符合能量守恒定律,故B错误,符合题意;根据热力学第二定律可知,不可能从单一热库吸收热量并完全转化成机械能,而不引起其他变化,故C、D正确,不符合题意。123456789101112133.我们绝不会看到:一个放在水平地面上的物体,靠降低温度,可以把内能自发地转化为动能,使这个物体运动起来。其原因是()A.这违反了能量守恒定律B.在任何条件下内能都不可能转化为机械能,只有机械能转化为内能C.机械能和内能的转化过程具有方向性,内能转化为机械能是有条件的D.以上说法均不正确C14解析机械能和内能可以相互转化,但必须通过做功来实现。由热力学第二定律可知,内能不可能全部转化为机械能,同时不引起其他变化。故C正确。12345678910111213题组二热机的工作原理与效率4.第二类永动机不可能制成,是因为()A.违背了能量守恒定律B.热量总是从高温物体传递到低温物体C.机械能不能全部转化为内能D.内能不能全部转化为机械能,而不引起其他变化D14解析第二类永动机的设想并不违背能量守恒定律,但违背了涉及热量的能量转化过程是有方向性的规律,故选项A错误;在引起其他变化的情况下,热量可以由低温物体非自发地传递到高温物体,故B错误;机械能可以全部转化为内能,C错误;由所学知识知D正确。123456789101