2018_2019版高中物理第四章能量守恒与热力学定律3宏观过程的方向性学案教科版.docx

3宏观过程的方向性学习目标1.了解热传递、扩散现象、机械能与内能转化等过程的方向性.2.知道具有方向性的过程称为不可逆过程一、热传递的方向性在无外界影响的情况下，热量只能从高温物体传向低温物体，要使热量从低温物体传向高温物体，外界必须对物体做功，即热传递具有方向性二、扩散现象的方向性事实表明大量分子从某一位置扩散到其他空间，在没有其他影响时，不可能再全部回到原位置，即扩散现象具有方向性三、机械能与内能转化的方向性1物体的内能不会自发地转化为物体的动能，即机械能与内能之间转化存在方向性2热机的效率1(Q1表示热机从高温热源吸收的热量，Q2表示向低温热源放出的热量，W表示对外做功)四、其他过程的方向性1燃烧现象、爆炸现象也具有方向性2在事件发生时，只沿某个方向发生，而不可能在没有外界影响(或不产生其他影响)的情况下沿相反方向发生的过程称为不可逆过程即学即用1判断下列说法的正误(1)一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的()(2)热量不会从低温物体传给高温物体()(3)机械能可以完全转化为内能()(4)内能不可能完全转化为机械能()2热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，这说明热传递过程具有_答案方向性一、热传递的方向性导学探究1两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从低温物体传给高温物体，使高温物体的温度升高，低温物体的温度降低吗？答案不会2热传递的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物体”？答案不能两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高，这个过程是自发进行的，不需要任何外界的影响或者帮助，有时我们也能实现热量从低温物体传给高温物体，如电冰箱，但这不是自发地进行的，需要消耗电能知识深化1“自发地”过程就是不受外界干扰进行的自然过程2要将热量从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要有外界对其做功才能完成，例如电冰箱例1(多选)关于空调机，下列说法正确的是()A制冷空调机工作时，热量从低温物体传到高温物体B制暖空调机工作时，热量从高温物体传到低温物体C冷暖空调机工作时，热量既可以从低温物体传到高温物体，也可以从高温物体传到低温物体D冷暖空调机工作时，热量只能从高温物体传到低温物体答案ABC解析空调机工作时，热量可以从低温物体传到高温物体，因为这里有外界做功二、扩散现象的方向性导学探究一滴黑墨水滴进一杯清水中，不久整杯水都均匀地变黑了，有没有这样的“逆过程”：这杯均匀黑水中的小炭粒又自发地聚集在一起，成为一滴黑墨水，而其余部分又变成清水？答案没有知识深化1两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为一种均匀的混合气体相反，一种均匀的混合气体绝不会自发地分开成为两种气体2气体的自由膨胀也是一种扩散现象，具有方向性例2下列所述过程中，可能发生的是()A打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后，又自发聚集进去，恢复原状B利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高C将水和酒精混合，然后它们又自动地各自分开D被工厂废水污染的湖水，废水自发的聚集到一处答案B解析A、C、D中的过程都是扩散现象，扩散现象具有方向性，所以逆过程不可能自发完成，故A、C、D错误热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的变化，但通过一些其他手段可以实现，故B正确三、机械能与内能转化的方向性及其他过程的方向性导学探究在平地上滚动的足球克服摩擦力做功，其动能转化为内能，最终停了下来，同时足球、地面及周围空气的温度略有上升会不会有这样的现象：静止的足球和地面、周围的空气自发地降低温度释放内能，并将释放出的内能全部转化为动能，让足球又滚动起来？答案不会知识深化1机械能和内能转化过程的方向性(1)机械能全部转化为内能的过程是可以自发进行的，而内能全部转化为机械能的过程，是不能自发进行的，要将内能全部转化为机械能，必然会引起其他影响(2)热机的效率不可能达到100%.2其他过程的方向性(1)燃烧过程具有方向性(2)爆炸过程具有方向性例3(多选)用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图1所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象关于这一现象的正确说法是()图1A这一实验过程不违反能量守恒定律B在实验过程中，热水一定降温，冷水一定升温C在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能D在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能答案AB解析整个过程中能量守恒且热现象有方向性，A、B正确；在绝热过程中，热水中的内能除转化为电能外，还升高金属丝的温度，内能不能全部转化为电能；电能除转化为冷水的内能外，还升高金属丝的温度，电能不能全部转化为冷水的内能，C、D错误1(热传递的方向性)(多选)关于热传递的方向性，下列说法正确的是()A热量能自发地由高温物体传给低温物体B热量能自发地由低温物体传给高温物体C在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体D热量不可能从低温物体传给高温物体答案AC解析在有外力做功的情况下，热量可以从低温物体传给高温物体，但热量只能自发地从高温物体传给低温物体2(扩散现象的方向性)用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空(如图2甲所示)现把隔板抽出一部分，A中的气体自动充满整个容器(如图乙所示)，这个过程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是()图2A自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动B自由膨胀前后，气体的压强不变C自由膨胀前后，气体的温度不变D容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部分答案C解析隔板抽出一部分后，气体分子做无规则热运动，故A错；因容器绝热故Q0.又因气体自由膨胀故W0，由热力学第一定律UWQ可知U0，则气体温度不变，C正确；由pV常量可知p减小，故B错；由扩散现象的方向性知，气体在足够长的时间内不会全部自动回到A部分，故D错3(机械能与内能转化的方向性)我们绝不会看到一个放在水平地面上的物体，靠降低温度就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违反了能量守恒定律B在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能转化成内能C机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D以上说法均不正确答案C解析内能可以向机械能转化，但必须通过做功来实现一、选择题1(多选)下列哪个过程具有方向性()A热传导过程B机械能向内能的转化过程C气体的扩散过程D气体向真空中的膨胀答案ABCD解析这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，它们都具有方向性2以下说法正确的是()A热量不仅可以从高温物体传到低温物体，也可自发地从低温物体传到高温物体B空调等设备就是利用了热传递的方向性C无论采用什么方法，都不可能把热量从低温物体传递给高温物体D热量能自发地传递的条件是必须存在温度差答案D解析热传递具有方向性，热量可以自发地由高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体，但不能自发地进行，故A错；空调等设备可以将热量由低温物体传到高温物体，但消耗了电能，故B、C错3关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是()A将地球上所有海水的温度降低0.2，以放出大量的内能供人类使用B布朗运动是液体分子的运动，它说明液体分子永不停息的做无规则运动C打开一高压密闭容器，气体自发溢出后又自发回去，恢复原状D热传递具有方向性答案D解析自然界一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，A、C错误；布朗运动不是液体分子的运动，而是固体颗粒的运动，B错误4汽车关闭发动机后，沿斜面匀速下滑的过程中()A汽车的机械能守恒B汽车的动能和势能相互转化C汽车的机械能转化成内能，汽车的总能量减少D汽车的机械能转化为内能，汽车的总能量守恒答案C解析汽车能匀速下滑，一定受阻力作用，克服阻力做功，机械能转化为内能，一部分内能散发出去，汽车的总能量减少5(多选)下列过程中，可能实现的是()A将海水温度自动下降时释放的内能全部转变为机械能B利用海洋不同深度的海水温度不同来制造一种机器，把海水的内能变为机械能C在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高D静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能，使物体运动起来答案BC二、非选择题6下列所述过程是可逆的，还是不可逆的？(1)汽缸与活塞组合中装有气体，当活塞上没有外加压力，活塞与汽缸间没有摩擦，使气体自由膨胀时(2)上述装置，当活塞上没有外加压力，活塞与汽缸间摩擦很大，使气体缓慢地膨胀时(3)在一绝热容器内，不同温度的氦气进行混合(4)在一绝热容器内盛有液体，不停地搅动它，使它的温度升高(5