化开尔文表述第二类永动机是指设想只从单热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机这类永动不可能制成的原因是违反了低温高温热力学第二定律考点解读热力学第定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系考点对热力学第定律的理解与应用对公式符号的规定符号外界对物体做功物体吸收热量内能增加物体对外界做功物体放出热量内能减少几种特殊情况若过程是绝热的，则外界对物体做的功等于物体内能的增加量若过程中不做功，即，则，物体吸收的热量等于物体内能的增加量若过程的始末状态物体的内能不变，即，则或外界对物体做的功等于物体放出的热量典例剖析例在温度均匀的液体中，个小气泡由液体的底层缓慢地升到液面，上升过程中气泡的体积不断地增大，如将内气体看作理想气体，则气泡在浮起的过程中放出热量吸收热量不吸热也不放热无法判断解析本题选择气泡为研究对象定质量的理想气体，其内能由温度决定在温度均匀的液体中，个小气泡由的底层缓慢地升到液面的过程中，小气泡温度不变其内能增量上升过程中，由于气泡内的压强不断减小气泡内的压强等于上部液体产生的压强与外界大气压之和，所以气泡体积不断增大，气体要对外做功，即所以气泡在浮起过程中，吸收热量选项正确答案方法提炼解决有关热力学第定律问题的思路分析题干确定内能改变的方式判断的符号代入公式得出结论跟踪训练如图是压力保温瓶的结构简图，活塞与液面之间封闭了定质量的气体假设封闭气为理想且与外界没有热交换，则向下压的过程中，瓶内气体图内能增大体积增大压强不变温度不变答案解析本题考查理想气体的状态方程热力学第定律，意在考查考生对理想气体的状态方程及热力学第定律理解活塞向下压，外界对气体做功，气体又与外界没有热交换，由热力学第定律知气体内能增大，温度升高，对错活塞向下压，气体体积减小，压强增大，错考点解读在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的含义“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助“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考点二对热力学第二定律的理解热力学第二定律的实质热力学第二定律的每种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，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热力学过程方向性实例高温物体热量能自发传给热量不能自发传给低温物体功能自发地完全转化为不能自发地且不能完全转化为热特别提醒热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程气体体积能自发膨胀到不能自发收缩到气体体积较大不同气体和能自发混合成不能自发分离成混合气体两类永动机的比较第类永动机第二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从单热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器违背能量守恒定，对周围环境不产生热力学方面的影响如吸热放热做功等考点二对热力学第二定律的理解热力学第二定律的实质热力学第二定律的每种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，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热力学过程方向性实例高温物体热量能自发传给热量不能自发传给低温物体功能自发地完全转化为不能自发地且不能完全转化为热特别提醒热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程气体体积能自发膨胀到不能自发收缩到气体体积较大不同气体和能自发混合成不能自发分离成混合气体两类永动机的比较第类永动机第二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从单热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器违背能量守恒定律，不可能制成不违背能量守恒定律，违背热力学第二定律，不可能制成典例剖析例根据热力学第二定律，下列说法中正确的是热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体机械能可以全部转化为内能，但内能不可能全部转化为机械能机械能可以全部转化为内能，内能也可能全部转化为机械能解析根据热传递的规律可知热量能够从高温物体传到低温物体当外界对系统做功时，可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去，制冷机如冰箱和空调就是这样的装置但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体选项错误正确个运动的物体，克服摩擦阻力做功，最终停止，在这个过程中机械能全部转化为内能外界条件发生变时，内能也可以全部转化为机械能，如在等温膨胀过程中系统吸收的热量全部转化为对外界做的功，选项错误正确综上所述，该题的正确答案是答案跟踪训练关于第二类永动机，下列说法正确的是能将从单热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫作第二类永动机第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能在不引起其他变化的同时全部转为机械能答案解析根据第二类永动机的定义可知正确第二类永动机不违反能量守恒定律，而是违反热力学第二定律，所以错误机械能可以全部转化为内能，在引起其他变化时可能全部转化为机械能，错误正确例下列说法正确的是由阿伏加德罗常数气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子的大小悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间斥力随分子间距离的增大而减小根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体热力学定律与理想气体模型如图所示，汽缸内封闭定质量的种理想气体，活塞通过滑轮和重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口，活塞面积，大气压强，物重，活塞质量及切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞刚好到缸口，封闭气体吸收了的热量，则封闭气体的压强将填“增加”“减小”或“不变”，气体内能变化量为图答案不变方法提炼运用热力学第定律确定气体内能的变化，既要分析做功又要分析热传递般情况下，我们可以根据气体体积膨胀还是压缩来确定气体对外界做功还是外界对气体做功，而体积变化往往要根据状态参量之间的关系来确定吸热放热则不能根据温度的变化来确定对于理想气体，可以直接根据温度的变化来确定内能的变化吸放热不能直接确定时，则要放在最后，根据热力学第定律来确定必须指出的是，般来说系统对外界做功，表现出系统体积膨胀外界对系统做功，系统体积则被压缩但在些特定条件下，例如气体自由膨胀外界为真空时，气体就没有克服外力做功另外，在判断内能变化时，还必须结合物态变化以及能的转化与守恒来进行跟踪训练深圳模如图所示，定质量的理想气体由状态变化到状态，则此过程中气体的温度升高气体对外放热外界对气体做功气体分子间平均距离变小答案图解析本题考查了理想气体的性质，意在考查学生对热力学第定律与盖吕萨克定律的理解和应用理想气体由状态变化到状态，由盖吕萨克定律，体积增大，温度升高，气体分子间平均距离变大，则选项正确，错误体积增大，对外做功，内能增大，由热力学第定律气体吸热，则选项错误第课时热力学定律导学目标理解热力学第定律，能运用其解释自然界能量的转化转移问题了解热力学第二定律，能运用其解释第二类永动机不能制成的原因以及自然界能量转移转化的方向性问题热力学第定律与能量守恒定律基础导引用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了的功，同时汽缸向外散热，汽缸里空气的内能改变了多少答案内能增加了解析活塞对空气做的功，即，汽缸向外散热，即，根据热力学第定律，即内能增加了如图，在汽缸内活塞左边封闭着定量的空气，压强和大气压相同把汽缸和活塞固定，使汽缸内空气升高的温度，空气吸收的热量为如果让活塞可以自由滑动活塞与汽缸间无摩擦无漏气，也使汽缸内空气温度升高相同温度，其吸收的热量为和哪个大些图答案解析活塞固定时，缸内气体的体积不变，没有做功过程发生，空气吸收的热量全部用于增加气体的内能，即有活塞不固定时，温度升高，气体再次达到平衡时，气体压强仍等于大气压，所以气体积增大，对外做功由于温度升高相同的值，内能的增加量与前过程相同，也为根据热力学第定律，由于知识梳理物体内能的改变是其他形式的能与内能的相互转化过程，内能的改变量可用的数值来量度是物体间内能的转移过程，内能转移量用来量度热力学第定律内容个热力学系统的内能增量等于外界向它与外界对它所的和表达式做功做功热传递热量传递的热量做的功能量守恒定律内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从种形式转化为另种形式，或者从个物体转移到别的体，在转化和转移的过程中其总量不变，这就是能量守恒定律任何违背能量守恒定律的过程都是不可能的，不消耗能量而对外做功的第类永动机是不可能制成的答案做功和热传递都可以改变物体的内能，做功和热传递对改变物体的内能是等效的但是功和热量都不是能量的种形式，功是能量转化的量度，热量是在热传递过程中内能转移多少的量度功和热量都是过程量，只有在能量转化或转移过程中表现出来思考做功和热传递有什么相同和不同点二热力学第二定律基础导引以下哪些现象能够发生哪些不能发生够的现象是否违背热力学第二定律杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能桶中混浊的泥水在静置段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥水自动分离电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体答案见解析解析不可能因为是“自动”过程，所以茶变热时的内能增量只能来源于周围环境，即周围中的热量会自动地收集到茶中，违背热力学第二定律，所以这是不可能发生的现象不可能蒸汽的内能转化为机械能必定需要做功，即热蒸汽推动活塞做功这过程中，方面由于活塞摩擦汽缸而产生热能，另方面热蒸汽与周围环境存在温度差，蒸机会向周围环境散热所以，蒸汽机把的内能全都转化为械能，违背热力学第二定律，是不可能的可能浑水变清，泥沙下沉，重心下降，总的重力势能减少，最终转化为内能，而机械能百分转化成内是可的可能冰箱通电后，消耗电能，将箱内低温物体的热量传到箱外知识梳理两种表述第种表述热量不能自动地从物体传递到物体克劳修斯表述第二种表述不可能从单热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化开尔文表述第二类永动机是指设想只从单热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机这类永动不可能制成的原因是违反了低温高温