資源簡介

第三章　4.
基礎達標練
1．(多選)關于自然過程的方向性，下列說法正確的是( C )
A．摩擦生熱的過程是可逆的
B．凡是符合能量守恒的過程一般都是可逆的
C．實際的宏觀自發過程都具有“單向性”或“不可逆性”
D．氣體的自由膨脹是不可逆過程
答案：CD
解析：機械能和內能的轉化過程具有方向性，所以摩擦生熱的過程是不可逆的，故A錯誤；實際的宏觀自發過程都符合能量守恒定律，具有“單向性”或“不可逆性”，故B錯誤，C正確；氣體自由膨脹的過程具有方向性，是不可逆過程，故D正確。
2．根據熱力學定律，下列判斷正確的是( B )
A．我們可以把火爐散失到周圍環境中的能量全部收集到火爐中再次用來取暖
B．利用淺層海水和深層海水間的溫度差制造出一種熱機，將海水的一部分內能轉化為機械能，這在原理上是可行的
C．制冷系統能將冰箱內的熱量傳給外界較高溫度的空氣，而不引起其他變化
D．滿足能量守恒定律的客觀過程都可以自發地進行
答案：B
解析：熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體，所以不能把散失的能量全部收集起來重新加以利用，A錯誤；由熱力學第二定律可知，B正確；熱量從低溫物體傳給高溫物體時一定會發生其他變化，C錯誤；只滿足能量守恒定律而不滿足熱力學第二定律的過程是不可能發生的，D錯誤。
3．下列說法中正確的是( C )
A．在一房間內，打開一臺冰箱的門，再接通電源，過一段時間后，室內溫度就會降低
B．從目前的理論看來，只要實驗設備足夠高級，可以使溫度降低到－274 ℃
C．第二類永動機是不能制造出來的，盡管它不違反熱力學第一定律，但它違反熱力學第二定律
D．機械能可以自發地全部轉化為內能，內能也可以全部轉化為機械能而不引起其他變化
答案：C
解析：在房間內，打開一臺冰箱的門，再接通電源，電流做功電能轉化為熱能，室內溫度會升高，故A錯誤；－274 ℃低于絕對零度，是不可能達到的，故B錯誤；第二類永動機不違反能量守恒定律，違反了物理過程的方向性，故C正確；機械能可以自發地全部轉化為內能，但不可能從單一熱源吸收熱量全并將這熱量變為功，而不產生其他影響，故D錯誤。
4．(多選)(2024·遼寧葫蘆島高二期中)下列對能量耗散理解正確的是( A )
A．能量耗散從能量角度反映出自然界的宏觀過程具有方向性
B．能量耗散遵守能量守恒定律
C．能量耗散說明能量可以憑空消失
D．能量耗散說明能量在不斷減少
答案：AB
解析：能量耗散遵守能量守恒定律，能量既不能憑空消失，也不能減少，而是以不同形式存在。能量耗散是指在能量轉化的過程中，其他形式的能最終轉化為熱能，流散到周圍環境中，無法利用，使能量的可利用率越來越低，反映了能量流動的方向性，故A、B正確。
5．(多選)(2024·廣東惠州一模)壓縮空氣儲能系統(CAES)能將空氣壓縮產生的熱能儲存起來，發電時讓壓縮的空氣推動發電機工作，這種方式能提升壓縮空氣儲能系統的效率，若該系統始終與外界絕熱，空氣可視為理想氣體。對于上述過程的理解正確的是( 　 )
A．壓縮空氣過程中，組成空氣的氣體分子平均動能不變
B．壓縮空氣過程中，空氣溫度升高，內能增加
C．該方式能夠將壓縮空氣儲能的效率提升到100%
D．壓縮的空氣在推動發電機工作的過程中，空氣對外做功，壓強減小
答案：BD
解析：壓縮空氣過程中，外界對氣體做正功，系統與外界絕熱，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知氣體內能增大，溫度升高，組成空氣的氣體分子平均動能增大，故A錯誤，B正確；由熱力學第二定律可知，該方式不能夠將壓縮空氣儲能的效率提升到100%，故C錯誤；壓縮的空氣在推動發電機工作的過程中；氣體膨脹，體積變大，空氣對外做功，由＝C可知壓強減小，故D正確。
6．(2024·江蘇南通高二階段練習)半導體摻雜對于半導體工業有著舉足輕重的作用，其中一種技術是將摻雜源物質與硅晶體在高溫(800到1 250攝氏度)狀態下接觸，摻雜源物質的分子由于熱運動滲透進硅晶體的表面。下列說法中正確的是( C )
A．這種滲透過程是自發可逆的
B．這種滲透過程是外界作用引起的
C．溫度越高越容易摻雜
D．溫度升高后，摻雜源物質所有分子的熱運動速率都增加
答案：C
解析：摻雜源物質的分子由于熱運動滲透進硅晶體的表面，所以這種滲透過程是分子的擴散現象，該過程為自發過程，其逆過程不能自發進行，故A、B錯誤；溫度越高摻雜效果越好是因為溫度升高時，分子的平均速率增大，并不是所有分子的熱運動速率都增加，故C正確，D錯誤。
7.熱力學第二定律常見的表述方式有兩種，其一是：熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體；其二是：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產生其他影響。第一種表述方式可以用右圖來表示，根據你對第二種表述的理解，如果也用類似的示意圖來表示，你認為下列示意圖中正確的是( B )
答案：B
解析：由題圖可知，使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體必伴隨著制冷機的做功，即不是自發的過程，對于第二種表述，熱機工作時，從高溫物體吸收熱量，只有一部分用來對外做功，轉變為機械能，另一部分熱量要傳遞給低溫物體，故選項B正確，A、C、D錯誤。
8.如圖所示是壓縮式電冰箱的工作原理示意圖。經過干燥過濾器后液態制冷劑進入蒸發器，汽化吸收箱體內的熱量，壓縮機使低溫低壓的制冷劑氣體變成高溫高壓的氣體，然后制冷劑在冷凝器中液化放出熱量到箱體外。電冰箱將熱量從低溫物體轉移到高溫物體的工作過程________(選填“違背”或“不違背”)熱力學第二定律。制冷劑在蒸發器中由液態變成氣態的過程中，做的功W________(選填“大于”“小于”或“等于”)零；分子的勢能將________(選填“增大”“不變”或“減小”)。
答案：不違背　小于　增大
解析：熱力學第二定律的克勞修斯表述為熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體，電冰箱依靠壓縮機實現了將熱量從低溫物體轉移到高溫物體，不違背熱力學第二定律。制冷劑在蒸發器中由液態變成氣態的過程中，體積膨脹，對外做功，W小于零。膨脹過程中克服分子引力做功，分子勢能增大。
能力提升練
9．下列說法中正確的是( B )
①單晶體和多晶體都有規則的幾何外形
②熵是物體內分子運動無序程度的量度
③熱傳導的過程是具有方向性的
④對人們生活產生影響的主要是相對濕度
⑤液晶的光學性質與某些晶體相似，具有各向異性
A．①③④⑤ B．②③④⑤
C．④⑤ D．①②③④⑤
答案：B
解析：①單晶體有規則的幾何外形，多晶體沒有規則的幾何外形，該說法錯誤；②熵是系統內分子運動無序性的量度，在一個孤立的系統，熵越大，系統的無序度越大，該說法正確；③根據熱力學第二定律可知，熱傳導的過程是具有方向性的，該說法正確；④對人們生活產生影響的主要是相對濕度，該說法正確；⑤液晶具有流動性，其光學性質與某些晶體相似，具有各向異性，該說法正確，故B正確。
10．下列說法正確的是( D )
A．一定質量的100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣時，其內能不變
B．用打氣筒給自行車打氣時需要的力越來越大，這是由于輪胎內氣體分子間斥力越來越大
C．干旱天氣里不宜鋤松土壤，因為蓬松的土壤有利于水分蒸發，會使得土地更加干旱
D．初速度v0的物塊在地面上滑動，最終停下來，產生的熱量為Q。如果不計摩擦力及一切損耗，給物塊相同的熱量Q，物塊獲得的速度小于v0
答案：D
解析：一定質量的100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣時，發生汽化現象，要吸熱，內能增加，故A錯誤；用打氣筒給自行車打氣時，越下壓越費力這是氣體壓強作用的緣故，與分子力無關，故B錯誤；土壤里有很多毛細管，將地面的土壤鋤松后破壞了土壤里的毛細管，不再發生毛細現象，水分保留在土壤內部，故C錯誤；根據熱力學第二定律，由有序性較高的能量向內能轉化具有方向性，由有序性較低的能量到有序性較高的能量轉化需要條件且不能全額發生，故D正確。
11．(多選)根據熱力學定律，下列說法正確的是( A )
A．電冰箱的工作原理表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞
B．空調機在制冷過程中，將熱量從溫度較低的室內送到溫度較高的室外，這一過程不遵守熱力學第二定律
C．科技的不斷進步使得人類有可能生產出單一熱源的熱機
D．盡管科技不斷進步，熱機的效率仍不能達到100%
答案：AD
解析：熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞，但要引起其他變化，故A正確；空調機在制冷過程中，空氣壓縮機做功消耗電能，制冷過程不是自發進行的，這一過程遵守熱力學第二定律，故B錯誤；不可能從單一熱源吸收熱量全部用來對外做功而不引起其他變化，故C錯誤；根據熱力學第二定律，即使沒有漏氣、摩擦、不必要的散熱等損失，熱機也不可能把燃料產生的內能全部轉化為機械能，即效率達不到100%，故D正確。
12．(多選)(2024·福建莆田高二課時練習)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。在蒸發器中制冷劑汽化，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。下列說法正確的是( B )
A．熱量可以自發地從冰箱內傳到冰箱外
B．電冰箱的制冷系統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背能量守恒定律
D．電冰箱的工作原理違背了能量守恒定律
答案：BC
解析：因為冰箱內的溫度低于冰箱外的溫度，所以熱量不可以自發地從冰箱內傳到冰箱外，故A錯誤；電冰箱的制冷系統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，電冰箱的工作原理不違背能量守恒定律，故B、C正確，D錯誤。
13．(多選)(2024·重慶萬州外國語學校高二測試)下列關于熱力學定律的說法正確的是( A )
A．如果兩個系統均與第三個系統處于熱平衡狀態，這兩個系統的溫度一定相等
B．外界對某系統做正功，該系統的內能一定增加
C．可以找到一種材料做成墻壁，冬天供暖時吸收熱量溫度升高，向房間釋放熱量供暖，然后再把熱量吸收回去，形成循環供暖，只需要短時間供熱后即可停止外界供熱
D．低溫系統可以向高溫系統傳遞熱量
答案：AD
解析：如果兩個系統均與第三個系統處于熱平衡狀態，這兩個系統的溫度一定相等，故A正確；根據ΔU＝W＋Q可知，外界對系統做正功即W>0，系統有可能同時對外放熱即Q<0，那么系統內能的變化不確定，故B錯誤；根據熱力學第二定律，選項C中所述的現象是不可能實現的，故C錯誤；低溫系統向高溫系統傳遞熱量是可以實現的，前提是要引起其他變化，故D正確。
14．有一種冷暖兩用型空調，銘牌標注：輸入功率1 kW，制冷能力1.2×104 kJ/h，制熱能力1.3×104 kJ/h。這樣，該空調在制熱時，每消耗1 J電能，將放出約3.6 J的熱量，是指標錯誤或能量不守恒嗎？
答案：沒有錯，能量是守恒的
解析：空調制冷(制熱)靠壓縮機做功，從室內(室外)吸收熱量放到室外(室內)。在制熱時，放出的熱量等于消耗的電能與從室外吸收的熱量之和，完全可以大于電能消耗。這既不違背熱力學第一定律，也不違背熱力學第二定律，所以指標沒有錯，并且能量也是守恒的。
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第三章　熱力學定律
4．熱力學第二定律
目標體系構建
1．了解熱傳遞、擴散現象、機械能與內能的轉化等都具有方向性。知道具有方向性的過程為不可逆的。
2．了解熱力學第二定律的兩種表述，并能用熱力學第二定律解釋第二類永動機不能制造成功。
3．能用熱力學第二定律解釋自然界中的能量轉化、轉移及方向性問題，并能解決一些實際問題。
4．了解能量耗散、能源和環境。
1．通過自然界中客觀過程的方向性，了解熱力學第二定律。
2．了解熱力學第二定律的兩種不同表述，以及兩種表述的物理實質。
3．能運用熱力學第二定律解釋自然界中的能量轉化、轉移以及宏觀自然過程的方向性問題。
4．認識能量耗散，知道能源是有限的。
課前預習反饋
知識點 1
1．熱力學第二定律的克勞修斯表述
(1)內容：熱量不能自發地從______物體傳到______物體。即傳熱的過程具有________。
(2)傳熱的方向性
①熱量可以自發地由______物體傳給______物體。
②熱量不能自發地由______物體傳給______物體。
③一切與熱現象有關的宏觀自然過程都是__________。
說明：在表述中強調“自發”，就是不需要任何第三者介入，就能發生。
熱力學第二定律
低溫
高溫
方向性
高溫
低溫
低溫
高溫
不可逆的
2．熱力學第二定律的另一種表述
(1)熱機
①熱機工作的兩個階段：第一個階段是燃燒燃料，把燃料中的____
______變成工作物質的______。第二個階段是工作物質對外______，把自己的內能變成________。
②熱機的效率：熱機輸出的_________與燃料產生的________的比
值。用公式表示：η＝______。
化
學能
內能
做功
機械能
機械功W
熱量Q
(2)開爾文表述
不可能從單一熱庫吸收熱量，使之____________，而不產生其他影響。(該表述闡述了機械能與內能轉化的方向性)
注意：熱力學第二定律的克勞修斯和開爾文表述是等價的。
完全變成功
『判一判』
(1)機械能可以完全轉化為內能。( 　　)
(2)內能不可能完全轉化為機械能。( 　　)
(3)能夠制成的熱機既不違背能量守恒定律，也不違背熱力學第二定律。( 　　)
(4)一個系統中個體排列的“有序”和“無序”是絕對的。( 　　)
(5)科技發達后，熱機的效率可以達到100%。( 　　)
(6)熱量不能自發地從低溫物體傳遞到高溫物體。( 　　)
√
×
√
×
×
√
『選一選』
關于熱力學第二定律有以下四種說法：
①熱力學第二定律使我們認識到：自然界中進行的一切宏觀過程都是可逆的；②熱力學第二定律使我們認識到：自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性，是不可逆的；③熱力學第二定律使我們認識到：熱量不可能由低溫物體傳遞到高溫物體；④第二類永動機違背了能量守恒定律和熱力學第二定律，因此不可能制成。
上述說法中正確的是( 　　)
A．② B．②③
C．①④ D．①③④
答案：A
解析：熱力學第二定律使我們認識到：自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性，是不可逆的，①錯誤，②正確；熱量可以由低溫物體傳遞到高溫物體，但要引起其他變化，③錯誤；第二類永動機不違背能量守恒定律，但是違背了熱力學第二定律，因此不可能制成，④錯誤。故選A。
『想一想』
以下哪些現象能夠發生，哪些不能發生？能夠發生的現象是否違背熱力學第二定律？
(1)一杯熱茶自然放置，茶會自動變得更熱。
(2)蒸汽機把蒸汽的內能全部轉化成機械能。
(3)桶中混濁的泥水在靜置一段時間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動分離。
提示：(1)不能發生。熱茶溫度比周圍環境溫度高，熱量不可能自發地從低溫物體傳到高溫物體。
(2)不能發生。蒸汽推動活塞做功，這一過程中，一方面由于活塞摩擦汽缸而產生內能，另一方面蒸汽與周圍環境有溫度差，蒸汽機會向周圍環境散熱。所以，蒸汽機把蒸汽的內能全部轉化成機械能是不可能的。
(3)能夠發生。由于泥沙比水的密度大，泥沙會自動下沉，從而使得上面的渾水變清了。此過程不違背熱力學第二定律，泥沙的重心降低，重力勢能減少了，水的重心升高，水的重力勢能增加了，但系統總的重力勢能減少了，最終轉化為內能，而機械能百分之百地轉化為內能是可能的。
知識點 2
1．能量耗散：有序度較高(集中度較高)的能量轉化為______，流散到環境中無法重新收集起來加以利用的現象。
2．各種形式的能量向內能的轉化，是無序程度______的狀態向無序程度______的狀態的轉化，是能夠______發生、全額發生的。
3．能量耗散從能量轉化的角度反映出自然界中的自發變化過程具有______性。
4．能量耗散雖然不會導致能量總量的減少，卻會導致能量______的降低，它實際上是將能量從高度有用的________形式降級為不大可用的________形式。
說明：雖然能量總量不會減少，但能源會逐步減少，因此能源是有限的資源。
能源是有限的
內能
較小
較大
自動
方向
品質
高品質
低品質
『選一選』
(多選)下列說法正確的是( 　　)
A．利用太陽能、風能和氫能等能源替代化石能源，可以減少環境污染
B．用電動汽車代替燃油汽車，可改善空氣質量
C．能量是守恒的，我們不需要節約能源
D．能量的耗散從能量轉化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性。能源的利用受這種方向性的制約，所以能源的利用是有條件的，也是有代價的
答案：ABD
解析：利用太陽能、風能和氫能等能源替代化石能源，可減少環境污染，故A正確；用電動汽車代替燃油汽車，能減少尾氣的排放，可改善空氣質量，故B正確；能量雖然是守恒的，但是可利用的能源越來越少，所以我們需要節約能源，故C錯誤；能量的耗散從能量轉化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性；能源的利用受這種方向性的制約，所以能源的利用是有條件的，也是有代價的，故D正確。
課內互動探究
探究?
對熱力學第二定律的理解
要|點|提|煉
1．自然過程的方向性
(1)熱傳導具有方向性
兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量會自發地從高溫物體傳給低溫物體，而低溫物體不可能自發地將熱量傳給高溫物體，要實現低溫物體向高溫物體傳遞熱量，必須借助外界的幫助，因而產生其他影響或引起其他變化。
(2)氣體的擴散現象具有方向性
兩種不同的氣體可以自發地進入對方，最后成為均勻的混合氣體，但這種均勻的混合氣體，絕不會自發地分開，成為兩種不同的氣體。
(3)機械能和內能的轉化過程具有方向性
物體在水平面上運動，因摩擦而逐漸停止下來，但絕不可能出現物體吸收原來傳遞出去的熱量后，在地面上重新運動起來。
(4)氣體向真空膨脹具有方向性
氣體可自發地向真空容器內膨脹，但絕不可能出現氣體自發地從容器中流出，使容器內變為真空。
2．在熱力學第二定律的表述中，“自發地”“不產生其他影響”“單一熱庫”“不可能”的含義
(1)“自發地”是指熱量從高溫物體“自發地”傳給低溫物體的方向性。在傳遞過程中不會對其他物體產生影響或借助其他物體提供能量等。
(2)“不產生其他影響”的含義是發生的熱力學宏觀過程只在本系統內完成，對周圍環境不產生熱力學方面的影響，如吸熱、放熱、做功等。
(3)“單一熱庫”：指溫度均勻并且恒定不變的系統。若一系統各部分溫度不相同或者溫度不穩定，則構成機器的工作物質可以在不同溫度的兩部分之間工作，從而可以對外做功。據報道，有些國家已在研究利用海水溫度差來發電。
(4)“不可能”：實際上熱機或制冷機系統循環終了時，除了從單一熱庫吸收熱量對外做功，以及熱量從低溫熱庫傳到高溫熱庫以外，過程所產生的其他一切影響，用任何辦法都不可能加以消除。
熱力學第二定律的兩種表述是等價的，不管如何表述，熱力學第二定律的實質是相同的，即一切與熱現象有關的實際宏觀過程都具有方向性。這個過程可以自發地從一個方向向另一個方向進行，但是向相反的方向卻不能自發地進行，必須借助外界的幫助。
典|例|剖|析
1. (多選)如圖中汽缸內盛有一定質量的理想氣體，汽缸壁是導熱的，缸外環境保持恒溫，活塞與汽缸壁的接觸面是光滑的，但不漏氣，現將活塞桿緩慢向右移動，這樣氣體將等溫膨脹并對外做功。若已知理想氣體的內能只與溫度有關，則下列說法正確的是( 　　)
A．氣體是從單一熱庫吸熱，全部用來對外做功，此過
程違背熱力學第二定律
B．氣體是從單一熱庫吸熱，但并未全部用來對外做功，此過程不違背熱力學第二定律
C．氣體是從單一熱庫吸熱，全部用來對外做功，此過程不違背熱力學第二定律
D．氣體是從單一熱庫吸熱，全部用來對外做功，此過程不違背熱力學第一定律
答案：CD
解析：汽缸壁是導熱的，外界環境溫度不變，活塞桿緩慢向右移動過程中，有足夠的時間進行熱交換，氣體等溫膨脹，所以汽缸內的氣體溫度不變，內能也不變，該過程中，氣體是從單一熱庫(外部環境)吸收熱量，全部用來對外做功才能保證內能不變，此過程既不違背熱力學第二定律，也不違背熱力學第一定律，因為此過程通過外力對活塞做功來維持，如果沒有外力對活塞做功，此過程不可能發生，故C、D正確。
(多選)電冰箱能夠不斷地把熱量從溫度較低的冰箱內部傳給溫度較高的外界空氣，下列說法正確的是( 　　)
A．熱量能自發地從低溫物體傳給高溫物體
B．在一定條件下，熱量可以從低溫物體傳給高溫物體
C．熱量的傳遞過程不具有方向性
D．在自發的條件下熱量的傳遞過程具有方向性
答案：BD
對點訓練
解析：一切自發過程都有方向性，如熱傳導，熱量總是由高溫物體自發地傳向低溫物體；又如擴散，氣體總是自發地由密度大的地方向密度小的地方擴散。在外界幫助下氣體可以由密度小的地方向密度大的地方擴散，熱量可以從低溫物體傳向高溫物體，電冰箱就是借助外界做功把熱量從低溫物體——冷凍食品，傳向高溫物體——周圍的大氣。所以在回答熱力學過程的方向性問題時，要區分是自發過程還是非自發過程，電冰箱內熱量傳遞的過程是有外界參與的。
探究?
能源是有限的
要|點|提|煉
1.能源的分類
能源分類方法 按形成或轉換特點
能源分類 一次能源 二次能源
特點 自然形成，未經加工 由一次能源經過加工轉換而成
舉例 太陽能、風能、地熱能、核能、潮汐能 焦炭、木炭、蒸汽、液化氣、酒精、汽油、電能
2.能源開發和利用
加強新能源，特別是清潔能源的開發和利用，控制化石能源開采，提高能源的利用率，降低對環境的污染。
典|例|剖|析
2．(2024·廣東高二期末)下列對能量理解正確的是( 　　)
A．能量在被利用的過程中，可利用的效率不變
B．能量轉化遵守能量守恒定律
C．能量可以憑空消失
D．自然界中的能量在不斷減少
答案：B
解析：由熱力學第二定律的開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產生其他影響。開爾文的表述闡述了機械能與內能轉化的方向性：機械能可以全部轉化為內能，而內能不可能全部用來做功以轉化為機械能，因此能量在被利用的過程中，可利用的效率是不同的，故A錯誤；由能量守恒定律可知，能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量保持不變。因此能量轉化遵守能量守恒定律，故B正確，C錯誤；由能量守恒定律可知，自然界中的能量不會減少，故D錯誤。
關于能量耗散，下列說法不正確的是( 　　)
A．能量耗散導致能量的品質降低
B．能量耗散是指分散在環境中的內能很難被人類再回收利用
C．能量耗散使能量總量減少，違背了能量守恒定律
D．各種形式的能量在一定條件下向內能的轉化，是能夠全額發生的
答案：C
解析：能量耗散是能量在轉化過程中以內能的形式發散到周圍環境中，使得能量品質降低，且耗散在環境中的內能很難被人類再利用，但能量耗散遵守能量守恒定律，另外，各種形式的能量在一定條件下向內能轉化是能夠全額發生的，故A、B、D正確，C錯誤。
對點訓練
核心素養提升
熱力學第一定律與熱力學第二定律的區別與聯系
區別 熱力學第一定律揭示了做功和傳熱對改變物體內能的規律關系ΔU＝W＋Q，指明內能不但可以轉移，而且還能跟其他形式的能相互轉化。熱力學第一定律是能量守恒定律在熱學中的一種表述形式，是從能的角度揭示不同物質運動形式相互轉化的可能性
熱力學第二定律揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性。如機械能可以全部轉化為內能，內能卻不可能全部轉化為機械能而不引起其他變化，進一步揭示了各種能量轉化過程及物質運動形式的轉化過程都具有方向性
聯系 熱力學第一定律是和熱現象有關的物理過程中能量守恒的特殊表達形式，說明功及熱量與內能改變的定量關系，而熱力學第二定律指出了能量轉化與守恒能否實現的條件和過程進行的方向，指出了一切變化過程的自然發展方向不可逆，除非靠外界影響，所以二者相互獨立，又相互補充，都是熱力學的理論基礎
(多選)關于熱力學兩大定律，下列說法正確的是( 　　)
A．熱力學第一定律和熱力學第二定律是相互獨立的
B．熱力學第二定律的兩種表述是等效的
C．由熱力學第一定律可知做功不一定改變內能，傳熱也不一定改變內能，但同時做功和傳熱一定會改變內能
D．由熱力學第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱庫吸收熱量，完全變成功也是可能的
答案：ABD
解析：熱力學第二定律有幾種不同的表述形式，但它們是等效的，它與熱力學第一定律是各自獨立的，A、B正確；由熱力學第一定律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝W＋Q可以等于0，C錯誤；由熱力學第二定律可知D中現象是可能的，但不引起其他變化是不可能的，D正確。
案例
規律總結：(1)熱力學第一定律是能量守恒定律在熱學中的一種表述形式，是從能的角度揭示不同物質運動形式相互轉化的可能性。告誡人們：第一類永動機不可能制成。
(2)熱力學第二定律揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性。如機械能可以全部轉化為內能，內能卻不可以全部轉化為機械能而不引起其他變化，進一步揭示了各種有關熱的物理過程都具有方向性。告誡人們：第二類永動機也不可能制成。
課堂達標檢測
一、熱力學第二定律
1．(多選)下列說法正確的是( 　　)
A．不可以從單一熱庫吸熱使之完全變成功
B．機械能可以全部轉化為內能，但內能不可以全部轉化為機械能而不產生其他影響
C．熱機的效率不能達到100%
D．將來可能利用海水的溫差發電供人類使用
答案：BCD
解析：在引起其他變化的情況下，可以從單一熱庫吸熱使之完全變成功，故A錯誤；在產生其他影響的情況下，內能可以全部轉化為機械能，故B正確；由于不可能從單一熱庫吸收熱量全部對外做功而不引起其他變化，導致熱機的效率不能達到100%，故C正確；將來可能實現海水溫差發電，故D正確。
2．(多選)有關熱力學第二定律，下列說法正確的是( 　　)
A．熱力學第二定律說明自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性
B．熱力學第二定律可以表述為：氣體向真空的自由膨脹是不可逆的
C．由熱力學第二定律的克勞修斯表述可知熱量只能從高溫物體傳到低溫物體
D．第一類永動機違背了熱力學第二定律，因此制不成
答案：AB
解析：根據熱力學第二定律，自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性，故A正確；對任何與熱現象有關的宏觀自然過程方向性的描述，都可以作為熱力學第二定律的一種表述，故B正確；熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，只是不能自發進行，第一類永動機違背了能量守恒定律，故C、D錯誤。
3．下列關于熵的說法錯誤的是( 　　)
A．熵是系統無序程度的量度
B．在孤立系統中，一個自發的過程總是向熵減少的方向進行
C．熱力學第二定律的微觀實質是孤立系統總是向熵增大的狀態發展
D．熵值越大，代表系統分子運動越無序
答案：B
解析：熵是系統無序程度的量度，熵越大，系統分子運動無序程度越大，故A、D正確；孤立系統中發生的任何實際過程，其能量的總值保持不變，而其熵值恒增，故B錯誤，C正確。
4．關于熱力學第一定律和熱力學第二定律，下列論述正確的是( 　　)
A．熱力學第一定律指出內能可以與其他形式的能相互轉化，而熱力學第二定律則指出內能不可能完全轉化為其他形式的能，故這兩條定律是相互矛盾的
B．內能可以全部轉化為其他形式的能，只是會產生其他影響，故兩條定律并不矛盾
C．兩條定律都是有關能量的轉化規律，它們不但不矛盾，而且沒有本質區別
D．能量守恒定律包含了熱力學第一定律和熱力學第二定律
答案：B
解析：熱力學第一定律揭示了內能與其他形式能量之間的轉化關系，是能量守恒定律在熱力學中的具體體現。熱力學第二定律則進一步闡明了內能與其他形式能量轉化時的方向性，二者表述的角度不同，本質不同，相互補充，并不矛盾，B正確，A、C、D錯誤。
二、能源是有限的
5．(2024·浙江溫州高二期中)第19屆亞運會于9月23日晚在杭州盛大開幕。此次亞運會開幕式將實體煙花燃放改成電子煙花表演展示，通過數字技術、光學投影等展現煙花綻放場景，傳遞出中國綠色低碳環保且負責任的發展中大國形象。以下說法正確的是( 　　)
A．能量在使用過程中總量保持不變，故無需節約用電，可盡情燃放電子煙花
B．不斷開發新能源，發展新技術，是緩解能源危機、加強環境保護的重要手段
C．電子煙花技術將電能全部轉化為光能和內能，過程中不存在能量耗散
D．相比于傳統煙花，使用電子煙花完全無污染
答案：B
解析：能量在使用過程中雖然總量保持不變，但品質越來越差，即可利用率越來越低，所以必需節約能源，故A錯誤；不斷開發新能源，發展新技術，是緩解能源危機、加強環境保護的重要手段，故B正確；電子煙花技術不能將電能全部轉化為光能和內能，過程中也存在能量耗散，故C錯誤；相比于傳統煙花，使用電子煙花污染較少，但也不是完全無污染，故D錯誤。
6．(多選)隨著時代的發展，能源格局面臨新的機遇與挑戰。下列關于能量和能源的說法正確的是( 　　)
A．能量在轉化過程中具有方向性，因此可利用能源是有限的
B．電動汽車充電時，電能全部轉化為鋰電池的化學能
C．自由擺動秋千擺幅越來越小，減少的機械能轉化內能，但總能量守恒
D．太陽照射到地球上的光能轉化成其他形式的能量，但照射到宇宙空間的能量都消失了
答案：AC
解析：根據熱力學第二定律可知，能量在轉化過程中具有方向性，因此可利用能源是有限的，故A正確；電動汽車充電時，電能沒有全部轉化為鋰電池的化學能，還有一部分轉化為內能，故B錯誤；自由擺動秋千擺幅越來越小，減少的機械能轉化內能，但總能量守恒，故C正確；根據能量守恒可知，太陽照射到地球上的光能轉化成其他形式的能量，而照射到宇宙空間的能量并沒有消失，故D錯誤。

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