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人教版 (2019)4 热力学第二定律精品课件ppt
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这是一份人教版 (2019)4 热力学第二定律精品课件ppt，文件包含高中物理新教材同步选修第三册第3章34热力学第二定律pptx、高中物理新教材同步选修第三册第3章34热力学第二定律教师版docx、高中物理新教材同步选修第三册第3章34热力学第二定律学习笔记docx、高中物理新教材同步选修第三册第3章34热力学第二定律讲义练习docx等4份课件配套教学资源，其中PPT共56页， 欢迎下载使用。
高中物理新教材特点分析
（一）趣味性强，激发学生学习兴趣 在新时代教育制度的改革深化下，学生对于物理课程内容的学习兴趣可以带动学生不断地进行探究。物理课程教学引入趣味性较高的新教材内容，充实物理课堂，引入信息技术，利用多媒体等新时代信息化的教学手段，利用更加直观、动态化的、可观察的教学手段，向学生们展示物理教学课程当中那些抽象的知识点，不断地吸引学生们的好奇心与兴趣力，让学生在物理课堂上能够充分感受到物理的魅力所在。（二）实践性高，高效落实理论学习 在现代化教育课程的背景之下，新课程改革理念越来越融入生活与学习的方方面面，新教材逐步的显现出强大影响力。（三）灵活性强，助力课程目标达成 随着教育制度体系的改革，通过新时代新教材内容的融入，教师不断地革新教学手段，整合线上以及线下的教育资源内容，可以为物理课堂增添新的活力与生机。
RELIXUEDIERDINGLV
梳理教材 夯实基础 / 探究重点 提升素养 / 课时对点练
1.通过自然界中客观过程的方向性，了解热力学第二定律.2.了解热力学第二定律的两种不同表述，以及两种表述的物理实质.3.能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及宏 观自然过程的方向性问题.4.认识能量耗散，知道能源是有限的.
1.定义：在物理学中，反映宏观自然过程的 性的定律.2.热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能 地从 温物体传到 温物体.阐述的是传热的 性.3.热力学第二定律的开尔文表述：(1)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 变成工作物质的 ；第二个阶段是工作物质对外 ，把自己的内能变成 .②热机用于做功的热量一定 它从高温热库吸收的热量，即W Q.
(2)热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之__ ，而不产生其他影响.(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性)4.热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是 (选填“等价”或“不等价”)的.
1.能源：具有 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.能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒，但能量的品质下降了，_______减少了.
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)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.( )(3)可以从单一热库吸收热量，使之完全变为功.( )(4)只要对内燃机不断地改进，内燃机得到的内能可以全部转化为机械能.( )(5)能量耗散会导致总能量减少，也会导致能量品质降低.( )
2.热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，这说明传热过程具有________.冰箱工作时，能把冰箱内的热量传递到冰箱外，这_______(填“违反”或“不违反”)热力学第二定律.
一、对热力学第二定律的理解
1.传热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.
2.如图所示是制冷机和热机的工作过程示意图，通过此图思考以下问题：(1)制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗？
(2)热机工作时能否将从高温热库吸收的热量全部用来做功？
1.自然过程的方向性(1)热传导具有方向性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，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体，要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化.
(2)气体的扩散现象具有方向性两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，决不会自发地分开，成为两种不同的气体.(3)机械能和内能的转化过程具有方向性物体在地面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来.
(4)气体向真空膨胀具有方向性气体可自发地向真空容器内膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，使容器内变为真空.
2.在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”“单一热库”“不可能”的含义(1)“自发地”是指热量从高温物体自发地传给低温物体的方向性.在传递过程中不会对其他物体产生影响或借助其他物体提供能量等.(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响.如吸热、放热、做功等.
(3)“单一热库”：指温度均匀并且恒定不变的系统.若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定，则构成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作，从而可以对外做功.据报道，有些国家已在研究利用海水上下层温度不同来发电.(4)“不可能”：实际上热机或制冷机系统循环时，除了从单一热库吸收热量对外做功，以及热量从低温热库传到高温热库以外，过程所产生的其他一切影响，不论用任何的办法都不可能加以消除.
特别提醒 (1)热力学第二定律的两种表述是等价的.(2)热力学第二定律的实质：热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，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.
下列过程中可能发生的是A.某种物质从高温热源吸收20 kJ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，使低温物体的温度更低，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
根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的影响，但通过一些其他手段是可以实现的，故C项正确；内能转化为机械能不可能自发地进行，要使内能全部转化为机械能必定要引起其他变化，故A项错误；气体膨胀和扩散现象都具有方向性，故B、D项错误.
(多选)根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是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.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D.如果没有摩擦、漏气等，热机效率可以达到100%
热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，而内能要全部转化为机械能必须借助外部的帮助，即会引起其他变化，A选项正确，B选项错误；传热过程也具有方向性，热量能自发地从高温物体传给低温物体，但是热量要从低温物体传到高温物体，必然要引起其他变化(外界对系统做功)，C选项正确；热机效率无法达到100%，D项错误.
1.一切物理过程均遵循能量守恒定律，但遵循能量守恒定律的物理过程不一定均能实现.2.热力学第二定律的两种表述分别对应着一种“不可能”，但都有一个前提条件“自发地”或“不产生其他影响”，如果去掉这种前提条件，就都是有可能的.例如电冰箱的作用就是使热量从低温物体传到高温物体，等温膨胀就是从单一热库吸收热量，使之完全用来做功，但不是自发地或是产生了其他影响.
二、热力学第一定律和热力学第二定律的比较
(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A.一定质量的气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收120 J 热量，则它 的内能增加20 JB.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.第二类永动机违背了热力学第二定律，没有违背热力学第一定律D.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在传热中，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
根据热力学第一定律知，ΔU＝W＋Q＝－100 J＋120 J＝20 J，说明内能增加了20 J，故A正确；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知ΔU>0，内能增加，ΔU<0，内能减少，ΔU的大小由W、Q共同决定，说明物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，物体对外界做功，其内能不一定减少，故B错误；第二类永动机没有违背热力学第一定律，不能制成是因为它违背了热力学第二定律，故C正确；通过做功的方式可以使热量从低温物体传递给高温物体，如电冰箱制冷时热量从低温物体传递给高温物体，故D错误.
(2020·全国卷Ⅱ)下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有______，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有______.(填正确答案标号)A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B.冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生 其他影响D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
A项符合热力学第一、第二定律.冷水和杯子温度不可能都变低，只能是一个升高一个降低，或温度都不变，B项描述违背了热力学第一定律.C项描述虽然不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律.D项中冰箱消耗电能从而可以从低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，不违背热力学第二定律.
1.流动的水带动水磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用.可见，内能与机械能相比，哪种能量的品质低？
2.如图所示是两幅宣传节约能源的图片.请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？
答案 能量是守恒的，但能量耗散却导致能量品质的降低，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的能量.
能量与能源的区别1.能量是守恒的，既不会增加也不会减少.2.能源是具有高品质的容易利用的储能物质.3.能量耗散，能量总量不变，但能量品质会下降即能源减少，故我们要节约能源.
(2021·河北巨鹿中学高二期中)关于能量和能源，下列说法正确的是A.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造B.在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约 能源C.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性D.能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少， 但能量品质提升了
根据能量守恒定律，能量是不能被创造的，选项A错误；在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质在降低，所以还需要节约能源，选项B错误；根据热力学第二定律可知，自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性，选项C正确；能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但能量品质降低了，选项D错误.
考点一 对热力学第二定律的理解1.关于自然过程中的方向性，下列说法正确的是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.涉及热现象的宏观自然过程都具有“单向性”或“不可逆性”D.空调机既能制冷又能制热，说明传热不存在方向性
2.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
由题意可知，两者混合时是自动发生的，但两者分离时，要先加热后冷却，也就是说，向分离与向混合这两个方向的发展是可以通过过程是否自动完成、是否需要外加其他手段才能完成来区分的，因此，可以证明扩散是有方向性的，B正确，A、C、D错误.
3.(多选)电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明A.热量能自发地从低温物体传给高温物体B.在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体C.热量的传递过程不具有方向性D.在自发的条件下热量的传递过程具有方向性
一切自发过程都有方向性，如传热，热量总是由高温物体自发地传向低温物体；在外界帮助下，热量可以从低温物体传向高温物体，电冰箱就是借助外界做功把热量从低温物体(冷冻食品)传向高温物体(周围的大气).故B、D正确，A、C错误.
4.(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
这种机器从海水中吸热全部转变为功，这相当于第二类永动机，第二类永动机不违反热力学第一定律，但违反了热力学第二定律，不能造成，故B、D正确.
5.(2021·鄂州市高二期末)下列说法中，能够发生且不违背热力学定律的是A.一杯冷水自然放置，可以通过吸收空气中的热量变得比周围空气更热B.将电冰箱放置在密闭的房间内，打开冰箱门让电冰箱工作，可以降低 房间的温度C.对蒸汽机不断革新，可以把蒸汽的内能尽量多地转化成机械能D.利用降低海水温度放出大量的热量来发电，从而解决能源短缺的问题
一杯冷水自然放置，可以通过吸收空气中的热量使得和周围的空气温度相同，而不可能变得比周围空气更热，选项A错误；由于和室外没有热交换，并且压缩机工作时其电路中也会因为有电阻而产生热量，即产生的热量大于制冷量，故室内温度不降反升，选项B错误；热机的效率不可能达到100%，但是对蒸汽机不断革新，可以把蒸汽的内能尽量多地转化成机械能，选项C正确；根据热力学第二定律，不可能从单一热库吸收热量并转化为功而不引起其他的变化，利用降低海水温度放出大量的热量来发电，降低海水温度的过程，消耗的能源更多，不能解决能源短缺的问题，选项D错误.
6.(2021·盐城市实验高中期中)关于两类永动机和热力学两大定律，下列说法正确的是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，传热也不一定改变内能， 但同时做功和传热一定会改变内能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
第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，A、B错误；由热力学第一定律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝W＋Q可以等于0，C错误；由热力学第二定律可知选项D中的现象是可能的，但会产生其他影响，D正确.
考点二 能源与能量耗散7.(多选)(2021·南京市期中)下列关于能量耗散的说法正确的是A.能量耗散使能量的总量减少B.能量耗散遵循能量守恒定律C.能量耗散是指耗散在环境中的内能很难再被人类利用D.能量耗散导致能量品质的降低
能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收，遵循能量守恒定律，但使得能量品质降低，选项A错误，B、D正确；耗散在环境中的内能很难再被人类利用，选项C正确.
8.(2022·江苏省高二学业考试)关于能量和能源，下列说法中正确的是A.能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加B.能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少C.能量在转化和转移过程中总量保持不变，故节约能源没有必要D.能量的转化和转移具有方向性.且现有可利用的能源有限，故必须节约 能源
能量在转化和转移过程中，总量是守恒的，但品质降低了，且现有可利用的能源有限，故我们要注意节约能源，选项D正确.
9.如图所示，汽缸内装有一定质量的理想气体，汽缸壁是导热的，汽缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触面是光滑的，但不漏气.现将活塞与杆连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并对外做功.若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是
A.气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功， 所以此过程违反了热力学第二定律B.气体是从单一热库吸热，但并未全部用来对 外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C.气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学 第二定律D.以上三种说法都不对
此过程虽然是气体从单一热库吸热，全部用来对外做功，但引起了其他变化，所以此过程不违反热力学第二定律，故C正确.
10.(2021·榆林市期末)如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在一杯热水中，接触点2插在一杯冷水中，此时灵敏电流计的指针会发生偏转，这就是温差发电现象，根据这一现象，下列说法中正确的是A.这一过程违反了热力学第二定律B.这一过程违反了热力学第一定律C.热水和冷水的温度将发生变化D.这一过程违反了能量守恒定律
高中物理新教材特点分析
（一）趣味性强，激发学生学习兴趣 在新时代教育制度的改革深化下，学生对于物理课程内容的学习兴趣可以带动学生不断地进行探究。物理课程教学引入趣味性较高的新教材内容，充实物理课堂，引入信息技术，利用多媒体等新时代信息化的教学手段，利用更加直观、动态化的、可观察的教学手段，向学生们展示物理教学课程当中那些抽象的知识点，不断地吸引学生们的好奇心与兴趣力，让学生在物理课堂上能够充分感受到物理的魅力所在。（二）实践性高，高效落实理论学习 在现代化教育课程的背景之下，新课程改革理念越来越融入生活与学习的方方面面，新教材逐步的显现出强大影响力。（三）灵活性强，助力课程目标达成 随着教育制度体系的改革，通过新时代新教材内容的融入，教师不断地革新教学手段，整合线上以及线下的教育资源内容，可以为物理课堂增添新的活力与生机。
RELIXUEDIERDINGLV
梳理教材 夯实基础 / 探究重点 提升素养 / 课时对点练
1.通过自然界中客观过程的方向性，了解热力学第二定律.2.了解热力学第二定律的两种不同表述，以及两种表述的物理实质.3.能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及宏 观自然过程的方向性问题.4.认识能量耗散，知道能源是有限的.
1.定义：在物理学中，反映宏观自然过程的 性的定律.2.热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能 地从 温物体传到 温物体.阐述的是传热的 性.3.热力学第二定律的开尔文表述：(1)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 变成工作物质的 ；第二个阶段是工作物质对外 ，把自己的内能变成 .②热机用于做功的热量一定 它从高温热库吸收的热量，即W Q.
(2)热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之__ ，而不产生其他影响.(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性)4.热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是 (选填“等价”或“不等价”)的.
1.能源：具有 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.能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒，但能量的品质下降了，_______减少了.
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)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.( )(3)可以从单一热库吸收热量，使之完全变为功.( )(4)只要对内燃机不断地改进，内燃机得到的内能可以全部转化为机械能.( )(5)能量耗散会导致总能量减少，也会导致能量品质降低.( )
2.热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，这说明传热过程具有________.冰箱工作时，能把冰箱内的热量传递到冰箱外，这_______(填“违反”或“不违反”)热力学第二定律.
一、对热力学第二定律的理解
1.传热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.
2.如图所示是制冷机和热机的工作过程示意图，通过此图思考以下问题：(1)制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗？
(2)热机工作时能否将从高温热库吸收的热量全部用来做功？
1.自然过程的方向性(1)热传导具有方向性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，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体，要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化.
(2)气体的扩散现象具有方向性两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，决不会自发地分开，成为两种不同的气体.(3)机械能和内能的转化过程具有方向性物体在地面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来.
(4)气体向真空膨胀具有方向性气体可自发地向真空容器内膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，使容器内变为真空.
2.在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”“单一热库”“不可能”的含义(1)“自发地”是指热量从高温物体自发地传给低温物体的方向性.在传递过程中不会对其他物体产生影响或借助其他物体提供能量等.(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响.如吸热、放热、做功等.
(3)“单一热库”：指温度均匀并且恒定不变的系统.若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定，则构成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作，从而可以对外做功.据报道，有些国家已在研究利用海水上下层温度不同来发电.(4)“不可能”：实际上热机或制冷机系统循环时，除了从单一热库吸收热量对外做功，以及热量从低温热库传到高温热库以外，过程所产生的其他一切影响，不论用任何的办法都不可能加以消除.
特别提醒 (1)热力学第二定律的两种表述是等价的.(2)热力学第二定律的实质：热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，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.
下列过程中可能发生的是A.某种物质从高温热源吸收20 kJ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，使低温物体的温度更低，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
根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的影响，但通过一些其他手段是可以实现的，故C项正确；内能转化为机械能不可能自发地进行，要使内能全部转化为机械能必定要引起其他变化，故A项错误；气体膨胀和扩散现象都具有方向性，故B、D项错误.
(多选)根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是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.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D.如果没有摩擦、漏气等，热机效率可以达到100%
热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，而内能要全部转化为机械能必须借助外部的帮助，即会引起其他变化，A选项正确，B选项错误；传热过程也具有方向性，热量能自发地从高温物体传给低温物体，但是热量要从低温物体传到高温物体，必然要引起其他变化(外界对系统做功)，C选项正确；热机效率无法达到100%，D项错误.
1.一切物理过程均遵循能量守恒定律，但遵循能量守恒定律的物理过程不一定均能实现.2.热力学第二定律的两种表述分别对应着一种“不可能”，但都有一个前提条件“自发地”或“不产生其他影响”，如果去掉这种前提条件，就都是有可能的.例如电冰箱的作用就是使热量从低温物体传到高温物体，等温膨胀就是从单一热库吸收热量，使之完全用来做功，但不是自发地或是产生了其他影响.
二、热力学第一定律和热力学第二定律的比较
(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A.一定质量的气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收120 J 热量，则它 的内能增加20 JB.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.第二类永动机违背了热力学第二定律，没有违背热力学第一定律D.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在传热中，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
根据热力学第一定律知，ΔU＝W＋Q＝－100 J＋120 J＝20 J，说明内能增加了20 J，故A正确；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知ΔU>0，内能增加，ΔU<0，内能减少，ΔU的大小由W、Q共同决定，说明物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，物体对外界做功，其内能不一定减少，故B错误；第二类永动机没有违背热力学第一定律，不能制成是因为它违背了热力学第二定律，故C正确；通过做功的方式可以使热量从低温物体传递给高温物体，如电冰箱制冷时热量从低温物体传递给高温物体，故D错误.
(2020·全国卷Ⅱ)下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有______，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有______.(填正确答案标号)A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B.冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生 其他影响D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
A项符合热力学第一、第二定律.冷水和杯子温度不可能都变低，只能是一个升高一个降低，或温度都不变，B项描述违背了热力学第一定律.C项描述虽然不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律.D项中冰箱消耗电能从而可以从低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，不违背热力学第二定律.
1.流动的水带动水磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用.可见，内能与机械能相比，哪种能量的品质低？
2.如图所示是两幅宣传节约能源的图片.请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？
答案 能量是守恒的，但能量耗散却导致能量品质的降低，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的能量.
能量与能源的区别1.能量是守恒的，既不会增加也不会减少.2.能源是具有高品质的容易利用的储能物质.3.能量耗散，能量总量不变，但能量品质会下降即能源减少，故我们要节约能源.
(2021·河北巨鹿中学高二期中)关于能量和能源，下列说法正确的是A.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造B.在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约 能源C.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性D.能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少， 但能量品质提升了
根据能量守恒定律，能量是不能被创造的，选项A错误；在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质在降低，所以还需要节约能源，选项B错误；根据热力学第二定律可知，自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性，选项C正确；能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但能量品质降低了，选项D错误.
考点一 对热力学第二定律的理解1.关于自然过程中的方向性，下列说法正确的是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.涉及热现象的宏观自然过程都具有“单向性”或“不可逆性”D.空调机既能制冷又能制热，说明传热不存在方向性
2.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
由题意可知，两者混合时是自动发生的，但两者分离时，要先加热后冷却，也就是说，向分离与向混合这两个方向的发展是可以通过过程是否自动完成、是否需要外加其他手段才能完成来区分的，因此，可以证明扩散是有方向性的，B正确，A、C、D错误.
3.(多选)电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明A.热量能自发地从低温物体传给高温物体B.在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体C.热量的传递过程不具有方向性D.在自发的条件下热量的传递过程具有方向性
一切自发过程都有方向性，如传热，热量总是由高温物体自发地传向低温物体；在外界帮助下，热量可以从低温物体传向高温物体，电冰箱就是借助外界做功把热量从低温物体(冷冻食品)传向高温物体(周围的大气).故B、D正确，A、C错误.
4.(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
这种机器从海水中吸热全部转变为功，这相当于第二类永动机，第二类永动机不违反热力学第一定律，但违反了热力学第二定律，不能造成，故B、D正确.
5.(2021·鄂州市高二期末)下列说法中，能够发生且不违背热力学定律的是A.一杯冷水自然放置，可以通过吸收空气中的热量变得比周围空气更热B.将电冰箱放置在密闭的房间内，打开冰箱门让电冰箱工作，可以降低 房间的温度C.对蒸汽机不断革新，可以把蒸汽的内能尽量多地转化成机械能D.利用降低海水温度放出大量的热量来发电，从而解决能源短缺的问题
一杯冷水自然放置，可以通过吸收空气中的热量使得和周围的空气温度相同，而不可能变得比周围空气更热，选项A错误；由于和室外没有热交换，并且压缩机工作时其电路中也会因为有电阻而产生热量，即产生的热量大于制冷量，故室内温度不降反升，选项B错误；热机的效率不可能达到100%，但是对蒸汽机不断革新，可以把蒸汽的内能尽量多地转化成机械能，选项C正确；根据热力学第二定律，不可能从单一热库吸收热量并转化为功而不引起其他的变化，利用降低海水温度放出大量的热量来发电，降低海水温度的过程，消耗的能源更多，不能解决能源短缺的问题，选项D错误.
6.(2021·盐城市实验高中期中)关于两类永动机和热力学两大定律，下列说法正确的是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，传热也不一定改变内能， 但同时做功和传热一定会改变内能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
第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，A、B错误；由热力学第一定律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝W＋Q可以等于0，C错误；由热力学第二定律可知选项D中的现象是可能的，但会产生其他影响，D正确.
考点二 能源与能量耗散7.(多选)(2021·南京市期中)下列关于能量耗散的说法正确的是A.能量耗散使能量的总量减少B.能量耗散遵循能量守恒定律C.能量耗散是指耗散在环境中的内能很难再被人类利用D.能量耗散导致能量品质的降低
能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收，遵循能量守恒定律，但使得能量品质降低，选项A错误，B、D正确；耗散在环境中的内能很难再被人类利用，选项C正确.
8.(2022·江苏省高二学业考试)关于能量和能源，下列说法中正确的是A.能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加B.能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少C.能量在转化和转移过程中总量保持不变，故节约能源没有必要D.能量的转化和转移具有方向性.且现有可利用的能源有限，故必须节约 能源
能量在转化和转移过程中，总量是守恒的，但品质降低了，且现有可利用的能源有限，故我们要注意节约能源，选项D正确.
9.如图所示，汽缸内装有一定质量的理想气体，汽缸壁是导热的，汽缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触面是光滑的，但不漏气.现将活塞与杆连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并对外做功.若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是
A.气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功， 所以此过程违反了热力学第二定律B.气体是从单一热库吸热，但并未全部用来对 外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C.气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学 第二定律D.以上三种说法都不对
此过程虽然是气体从单一热库吸热，全部用来对外做功，但引起了其他变化，所以此过程不违反热力学第二定律，故C正确.
10.(2021·榆林市期末)如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在一杯热水中，接触点2插在一杯冷水中，此时灵敏电流计的指针会发生偏转，这就是温差发电现象，根据这一现象，下列说法中正确的是A.这一过程违反了热力学第二定律B.这一过程违反了热力学第一定律C.热水和冷水的温度将发生变化D.这一过程违反了能量守恒定律
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