20xx版高考物理人教版一輪學案：123-熱力學定律與能量守恒定律-【含答案】(編輯修改稿)
2025-04-05 06:01 本頁面
【文章內容簡介】 二 對熱力學第二定律的理解1．熱力學第二定律的理解(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學宏觀現象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助。(2)“不產生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學宏觀過程只在本系統(tǒng)內完成，對周圍環(huán)境不產生熱力學方面的影響。如吸熱、放熱、做功等。2．熱力學第二定律的實質熱力學第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性，進而使人們認識到自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性。特別提醒：熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱；在引起其他變化的條件下內能可以全部轉化為機械能，如氣體的絕熱膨脹過程。3．兩類永動機的比較第一類永動機第二類永動機不需要任何動力或燃料，卻能不斷地對外做功的機器從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產生其他影響的機器違背能量守恒定律，不可能制成不違背能量守恒定律，但違背熱力學第二定律，不可能制成例2 如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內外的管道中不斷循環(huán)。在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內的熱量，經過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體外。(1)下列說法正確的是BC。A．熱量可以自發(fā)地從冰箱內傳到冰箱外B．電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能C．電冰箱的工作原理不違反熱力學第一定律D．電冰箱的工作原理違反熱力學第一定律(2)電冰箱的制冷系統(tǒng)從冰箱內吸收的熱量與釋放到外界的熱量相比，有怎樣的關系？[解析] (1)熱力學第一定律是熱現象中內能與其他形式能的轉化規(guī)律，是能量守恒定律的具體表現。適用于所有的熱學過程，故C項正確，D項錯誤；由熱力學第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，除非有外界的影響或幫助，電冰箱把熱量從低溫的內部傳到高溫的外部，需要壓縮機的幫助并消耗電能，故B項正確，A項錯誤。(2)由熱力學第一定律可知，電冰箱制冷系統(tǒng)從冰箱內吸收了熱量，同時消耗了電能，釋放到外界的熱量比從冰箱內吸收的熱量多。〔變式訓練2〕(多選)下列說法正確的是( ADE )A．一定質量的理想氣體等溫膨脹時，該理想氣體吸收的熱量全部用于對外做功B．利用新科技手段對內燃機進行不斷的改進，可以使內燃機獲得的內能全部轉化為機械能而不引起其他變化C．夏天開空調可以使房間的溫度比室外低，說明熱量可以自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體D．第二類永動機不可能制成是因為違背了熱力學第二定律E．隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會使熱機的效率達到100%[解析] 一定質量的理想氣體等溫膨脹時，根據熱力學第一定律，溫度不變(ΔU＝0)，體積增大(W0)，氣體吸收熱量(QO)，該理想氣體吸收的熱量全部用于對外做功，故A正確；根據熱力學第二定律，隨著科技的進步，熱機的效率也不能達到100%，不能使內燃機獲得的內能全部轉化為機械能而不引起其他變化，故B錯誤；夏天開空調可以使房間的溫度比室外低，說明熱量可以從低溫物體傳向高溫物體，但必須有電對其做功，而不是自發(fā)的過程，故C錯誤；第二類永動機不可能制成是因為違背了熱力學第二定律，故D正確；由η＝可知，只要Q2≠0，η≠1，如果Q2＝0，則低溫
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