3.3能量守恒定律 3.4热力学第二定律 复习讲义 -2022-2023学年高二下学期人教版2019选择性必修第三册

第三章热力学定律3.能量守恒定律知识点能量守恒定律1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．2．永动机不可能制成(1)第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器．(2)第一类永动机由于违背了能量守恒定律，所以不可能制成．基础必做练习【1】下列说法中正确的是(D)A.外界对系统做功，系统的内能一定增加．B.系统内能增加，一定是系统从外界吸收了热量．C系统内能减少，一定是系统对外界做了功．D.违背能量守恒定律的过程是不可能发生的．【2】(多选)下列对能量守恒定律的认识正确的是(ABC)A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——第一类永动机是不可能制成的D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了【3】“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为(B)A．它不符合机械能守恒定律B．它违背了能量守恒定律C．没有合理的设计方案D．找不到合适的材料【4】下列说法的正确的是（D）A.外界对系统做功，系统的内能一定增加B.系统内能增加，一定是系统从外界吸收了热量C.系统内能减少，一定是系统对外界做了功D.违背能量守恒定律的过程是不可能发生的【5】如图所示，上端开口、粗细均匀的U形管的底部中间有一阀门，开始阀门关闭，两管中的水面高度差为h.现将阀门打开，最终两管水面相平，则这一过程中(B)A．大气压做正功，重力做负功，水的内能不变B．大气压不做功，重力做正功，水的内能增大C．大气压不做功，重力做负功，水的内能增大D．大气压做负功，重力做正功，水的内能不变【6】(多选)细绳一端固定在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，如图所示．使小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动．下列说法正确的是(AD)A．小球机械能不守恒B．小球能量正在消失C．小球摆动过程中，只有动能和重力势能在相互转化D．总能量守恒，但小球的机械能减少【7】如图所示，A、B是两个完全相同的铁球，A放在绝热板上，B用绝热绳悬挂．现只让它们吸收热量，当它们升高相同的温度时，它们所吸收的热量分别为QA、QB，则(C)A．QA＝QB B．QA<QBC．QA>QB D．无法确定综合提升练习【1】如图所示，A、B两装置均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同．将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内)，水银柱上升至图示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是(B)A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同【2】如图所示为冲击摆实验装置，一质量为m的子弹以v0射入质量为M的沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度h，则整个过程中子弹和沙箱由于相互作用所产生的内能为多少？(不计空气阻力)答：eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－(M＋m)gh选择性必修第三册第三章热力学定律4.热力学第二定律知识点热力学第二定律一、定义在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律。二、两种表述1．第一种表述(克劳修斯表述)热量不能自发地从低温物体传到高温物体．2．第二种表述(开尔文表述)(1)关于热机①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能．②热机用于做功的热量一定小于它从高温热库吸收的热量，即W＜Q.(2)第二种表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．注意：第二种表述告诉我们，吸收的热量可以全部用来做功，但此种情况下要引起其他的变化。三、第二类永运机第不可能制成第二类永动机是指设想只从单一热库吸收热量，使之完全变为有用的功而不产生其他影响的热机．这类永动机不可能制成，原因是违背了热力学第二定律。四、热力学第二定律的实质1．热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展。2．热学过程方向性实例：五、能源是有限的1．能源：具有高品质的容易利用的储能物质．2．能量耗散：使用的能源转化成内能分散在环境中不能自动聚集起来驱动机器做功，这样的转化过程叫作“能量耗散”．3．能量是守恒的,但能源在使用的过程中品质在下降,因此总能量不会变少,但能源会不断变少,所以要节约能源.基础必做练习【1】(2020·上海市金山中学高二期末)关于自然过程中的方向性，下列说法正确的是(C)A．摩擦生热的过程是可逆的B．凡是符合能量守恒的过程一般都是可逆的C．实际的宏观过程都具有“单向性”或“不可逆性”D．空调机既能制冷又能制热，说明热传递不存在方向性【2】(多选)根据热力学第二定律，下列判断正确的是(ACD)A．热机中燃气的内能不可能全部转化为机械能B．电能不可能全部变成内能C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部转化成电能D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体【3】下列说法正确的是（C）A．热量不会从低温物体传给高温物体．B．机械能可以完全转化为内能，而内能不可能完全转化为机械能．C．可以从单一热库吸收热量，使之完全变为功．D．能源是取之不尽、用之不竭的．【4】下列过程中可能发生的是(C)A．某种物质从高温热源吸收20kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B．打开一高压密闭容器，其内气体自发逸出后又自发跑进去，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．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开【5】(多选)根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是(AD)A．不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化B．没有冷凝器，只有单一的热库，能将从单一热库吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的C．制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中，而不引起其他变化D．不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化【6】(多选)对于热力学第一定律和热力学第二定律的理解，下列说法正确的是(AC)A．一定质量的气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收120J热量，则它的内能增加20JB．物体从外界吸收热量，其内能一定增加，物体对外界做功，其内能一定减少C．第二类永动机违反了热力学第二定律，没有违反热力学第一定律D．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体【7】关于两类永动机和热力学两大定律，下列说法正确的是(D)A．第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律B．第一类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热库吸收热量，完全变成功也是可能的【8】(多选)若有人想制造一种使用于轮船上的机器，它从海水中吸热全部转变为功，关于这种设想，下列说法正确的是(BD)A．这种机器能造成B．这种机器不能造成C．这种机器违反了热力学第一定律D．这种机器违反了热力学第二定律【9】热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象．所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的能量重新收集并加以利用．下列关于能量耗散的说法正确的是(C)A．能量耗散说明能量不守恒B．能量耗散不符合热力学第二定律C．能量耗散过程中能量仍守恒D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程不具有方向性【10】(2020·启东中学高一期中)全球受“新冠”疫情的影响，能源市场需求减少，国际原油价格一路走低．下列关于能量和能源说法正确的是(B)A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少C．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造【11】(多选)下列对能量耗散理解正确的是(BD)A．能量耗散说明能量在不断减少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性综合提升练习【1】把水和酒精混合后，用蒸发的方式又可以分开，然后液化恢复到原来的状态，这说明(B)A．扩散现象没有方向B．将水和酒精分开时，引起了其他变化，故扩散具有方向性C．将水和酒精分开时，并没有引起化学变化，故扩散现象没有方向性D．用本题的实验，无法说明扩散现象是否具有方向性【2】(多选)(2020·宜宾市叙州区第一中学校月考)关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列说法正确的是(ABC)A．一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能减少B．气体向真空的自由膨胀是不可逆的C．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成D．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”【3】(多选)下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是(BCD)A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中，而经过一段时间大米、小米不会自动分开B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，墨水会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会将内能自发地转化为机械能而动起来D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽