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3　热力学第二定律
(分值：60分)
1~6题每题4分，共24分
考点一　热力学第二定律的理解
1.(多选)下列哪些现象能够发生，并且不违背热力学第二定律(　　　　)
A.常温下一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热
B.蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能而不引起其他变化
C.桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离
D.电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体
2.(多选)根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是(　　　　)
A.不可能从单一热源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，只有单一的热源，能将从单一热源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%
3.(多选)(2023·广州市高二期末)如图所示为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内、外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是(　　　　)
A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能
C.电冰箱的工作原理不违背热力学第二定律
D.电冰箱的工作原理违背热力学第二定律
4.关于热力学定律，下列说法正确的是(　　　　)
A.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
B.质量一定的某种理想气体吸收热量后温度一定升高
C.不可能使热量从低温物体传向高温物体
D.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
考点二　热力学第一定律和热力学第二定律的比较
5.关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是(　　　　)
A.热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的
B.内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾
C.两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别
D.能量守恒定律包含了热力学第一定律和热力学第二定律
6.(多选)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(　　　　)
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.第一类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律
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”
7~10题每题7分，共28分
7.随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，油价的不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一。下列有关能量转化的说法正确的是(　　　　)
A.只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能
B.满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行
C.可以直接利用空气中的内能，减少“温室效应”
D.物体吸收热量，物体的内能可能减小
8.(多选)(2023·哈尔滨市期末)下列有关热力学第二定律的说法正确的是(　　　　)
A.气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是不可逆过程
B.能源危机说明自然界的总能量在不断减少
C.水的温度自动下降时，释放的内能可以自发地全部转化为机械能
D.物体从高温热库吸收热量后，内能可能变少
9.(2024·西安市模拟)如图所示，气缸内盛有一定质量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁之间无摩擦，但不漏气。现将活塞杆与外界连接并缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。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.气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律
B.气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律
C.气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律
D.以上三种说法都不对
10.如图所示，两种不同的金属组成一个回路，接触头1置于热水杯中，接触头2置于冷水杯中，此时回路中电流计发生偏转，这是温差电现象，假设此过程电流做功为W，接触头1从热水中吸收的热量为Q1，冷水从接触头2吸收的热量为Q2，根据热力学第二定律可得(　　　　)
A.Q1=W B.Q1>W
C.Q1(8分)
11.(多选)如图是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下：
①液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器中迅速汽化，并从低温的空气中吸收热量。
②制冷剂汽化生成的蒸汽被压缩机压缩后变成高温高压的蒸汽进入冷凝器。
③在冷凝器中，高温高压的蒸汽将热量传递给水并发生液化。制冷剂以此不断循环流动，使水的温度不断上升。下列说法正确的是(　　　　)
A.空气能热水器实现了“热量由低温物体(空气)传向高温物体(水)”
B.空气能热水器中的水被加热是由电直接加热的
C.空气能热水器的工作原理不违反热力学第一定律
D.空气能热水器的制热系统能够不断地把空气的内能传给水，是因为其消耗了电能
答案精析
1.CD　［选项A、B都违背了热力学第二定律，都不能发生。选项C中系统的势能减少了，选项D中消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，均能发生。］
2.AC　［热力学第二定律揭示了与热现象有关的宏观自然过程的方向性，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；热传递过程也具有方向性，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选项错误。］
3.BC　［根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，要想使热量从低温物体传到高温物体必须借助于其他系统做功，故A错误，B正确；电冰箱的工作原理不违背热力学第二定律，故C正确，D错误。］
4.D　［由热力学第一定律ΔU=W+Q，改变内能的方式有做功和热传递，若W>0，而Q<0，则内能不一定增加，A项错误；同理气体吸收热量后，内能不一定增加，温度不一定升高，B项错误；在产生其他影响的情况下热量可以从低温物体传向高温物体，C项错误；功转变为热具有方向性，D项正确。］
5.B　［热力学第一定律揭示了内能与其他形式能量之间的转化关系，是能量守恒定律在热力学中的具体体现。热力学第二定律则进一步阐明了内能与其他形式能量转化时的方向性，二者表述的角度不同，本质不同，相互补充，并不矛盾，B正确，A、C、D错误。］
6.AB　［一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，Q=0，W<0，根据ΔU=W+Q可知，气体的内能减小，故A正确；热力学第二定律表明：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，故气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故B正确；第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律，故C错误；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，而不引起其他变化”，故D错误。］
7.D　［内燃机工作时，燃料不可能全部燃烧，尾气要带走部分热量，零件之间存在摩擦生热，发动机本身需要散热等等，故发动机不可能将所有内能转化为机械能，A错误；由于能量的转移和转化具有方向性，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发地进行，B错误；空气中的内能并不能直接被利用，如果需要利用，则需要热泵，例如空调、空气能热水器等，热泵工作同时消耗电能，引起了其他变化，C错误；根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知，物体吸收热量的同时，物体对外界做功，则物体的内能有可能减少，D正确。］
8.AD　［气体自发地扩散运动总是向着无序的方向进行，是不可逆的过程，故A正确；根据能量守恒定律可知自然界的总能量是守恒的，故B错误；物体温度下降释放的内能不可能在不引起其他变化的情况下完全转化为机械能，故C错误；改变物体内能方式有热传递和做功，所以当物体吸收热量后对外做功的情况下内能可能减少，故D正确。］
9.C　［由于气缸壁是导热的，外界温度不变，活塞杆与外界连接并使活塞缓慢地向右移动过程中，有足够时间进行传热，气缸内的气体温度不变，即内能不变。该过程气体是从单一热源即外部环境吸收热量，全部用来对外做功并保证内能不变，但此过程并不违反热力学第二定律，这是因为此过程需要外力对活塞做功来维持，如果没有外力对活塞做功，此过程不可能自发进行，故选项C正确。］
10.B　［根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量使之全部用来做功，而不产生其他影响；所以从热水中吸收的热量Q1应该大于电流做的功W，即Q1>W。根据能量守恒定律和热力学第二定律，从热水中吸收的热量转化成了两部分，一部分是电能W，另一部分是冷水吸收的热量Q2，故选B。］
11.ACD　［空气能热水器工作时将外界低温空气中的热收集起来然后通过压缩机再传给里面温度较高的水，使水的温度升高，故A、D正确，B错误；空气能热水器在工作时遵守热力学第一定律，故C正确。］3　热力学第二定律
［学习目标］　1.了解自然界中宏观过程的方向性。2.了解热力学第二定律的两种典型表述，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(重难点)。
一、自然界中宏观过程的方向性　热力学第二定律
踢出的足球在地面上运动，最终可以停在地面上，能量如何转化？静止的足球和地面，周围的空气能否自发地降低温度释放内能，并将内能全部转化为足球的动能让足球又滚动起来？说明了什么？
1.自然界中宏观过程的方向性
一切与热现象有关的宏观自然过程都具有　　　　性，其相反的过程是不可能　　　产生的。
2.热力学第二定律
(1)热力学第二定律的克劳修斯表述
热量不可能　　　　地从低温物体传递到高温物体，该表述阐述的是热传递的方向性。
(2)热力学第二定律的开尔文表述
不可能从单一热源吸收热量，使之全部变成功，而不　　　　　　　　，该表述阐述的是机械能与内能之间转化的方向性。
(3)热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是　　　　的。
(4)热力学第二定律的实质：揭示了宏观自然过程的　　　　　　。
1.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”？
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源传到高温热源吗？
(2)热机工作时能否将从高温热源吸收的热量全部用于做功？
3.有人设想了一种利用地热能的方式：将地面上的水通入温度高的地热异常区汽化，所吸收的热量除用于克服摩擦做功外全部用来对外做功。这种机器被称为“第二类永动机”。“第二类永动机”有可能实现吗？它是否违背能量守恒定律和热力学第二定律？
(1)只要满足能量守恒定律的物理过程都能实现。(　　)
(2)由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。(　　)
(3)不可能从单一热源吸收热量，使之全部变成功。(　　)
例1　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
例2　(多选)(2023·开远市第一中学高二期末)地球上有很多的海水，它的总质量约为1.4×1018 t，如果这些海水的温度降低0.1 ℃，将要放出5.8×1023 J的热量。有人曾设想利用海水放出的热量，使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，关于其原因，下列说法正确的是(　　)
A.内能不能转化成机械能
B.内能转化成机械能不满足热力学第一定律
C.只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机械不满足热力学第二定律
D.机械能可全部转化为内能，内能不可能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
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
1.热力学两定律的比较
热力学第一定律 热力学第二定律
区别 是能量守恒定律在热力学中的表现，否定了创造能量和消灭能量的可能性，从而否定了第一类永动机 是关于在有限空间和时间内，一切和热现象有关的宏观自然过程具有不可逆性的经验总结，从而否定了第二类永动机
联系 两定律分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律，二者既相互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础
2.两类永动机的比较
第一类永动机 第二类永动机
设计要求 不消耗任何能量，可以不断做功(或只给予很少的能量启动后，可以永远运动下去) 将内能全部转化为机械能，而不引起其他变化(或只有一个热源，实现内能向机械能的转化)
不可能制 成的原因 违背了能量守恒定律 违背了热力学第二定律
例3　(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
答案精析
一、
机械能转化为内能　不能　与热现象有关的宏观过程有方向性
梳理与总结
1.方向　自发
2.(1)自发　(2)产生其他影响
(3)等价　(4)方向性
讨论交流
1.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.(1)不是，热量从低温热源传到高温热源时需要有外界做功。
(2)不能，热机工作时只能将从高温热源吸收热量的一部分用来做功，剩余的部分释放到低温热源。
3.第二类永动机不可能实现，虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律。
易错辨析
(1)×　(2)×　(3)×
例1　C　［根据热力学第二定律，热量自发地全部转化为机械能是不可能的，A错误；气体膨胀具有方向性，不能自发逸出又自发跑进去，使其恢复原状，B错误；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，而不引起其他的变化，但通过一些手段是可以实现的，C正确；扩散现象有方向性，因此液体混合后不能自发地各自分开，D错误。］
例2　CD　［内能可以转化成机械能，如热机，故A错误；内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律，也可以说符合能量守恒定律，故B错误；根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，故C、D正确。］
二、
例3　B　C
解析　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。(共46张PPT)
DISANZHANG
第三章
3　热力学第二定律
1.了解自然界中宏观过程的方向性。
2.了解热力学第二定律的两种典型表述，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(重难点)。
学习目标
一、自然界中宏观过程的方向性　热力学第二定律
二、热力学第一定律和热力学第二定律的比较
课时对点练
内容索引
自然界中宏观过程的方向性　热力学第二定律
一
踢出的足球在地面上运动，最终可以停在地面上，能量如何转化？静止的足球和地面，周围的空气能否自发地降低温度释放内能，并将内能全部转化为足球的动能让足球又滚动起来？说明了什么？
答案　机械能转化为内能　不能　与热现象有关的宏观过程有方向性
1.自然界中宏观过程的方向性
一切与热现象有关的宏观自然过程都具有 性，其相反的过程是不可能 产生的。
2.热力学第二定律
(1)热力学第二定律的克劳修斯表述
热量不可能 地从低温物体传递到高温物体，该表述阐述的是热传递的方向性。
梳理与总结
方向
自发
自发
(2)热力学第二定律的开尔文表述
不可能从单一热源吸收热量，使之全部变成功，而不 ，该表述阐述的是机械能与内能之间转化的方向性。
(3)热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是 的。
(4)热力学第二定律的实质：揭示了宏观自然过程的 。
产生其他影响
等价
方向性
1.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”？
讨论交流
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源传到高温热源吗？
答案　不是，热量从低温热源传到高温热源时需要有外界做功。
(2)热机工作时能否将从高温热源吸收的热量全部用于做功？
答案　不能，热机工作时只能将从高温热源吸收热量的一部分用来做功，剩余的部分释放到低温热源。
3.有人设想了一种利用地热能的方式：将地面上的水通入温度高的地热异常区汽化，所吸收的热量除用于克服摩擦做功外全部用来对外做功。这种机器被称为“第二类永动机”。“第二类永动机”有可能实现吗？它是否违背能量守恒定律和热力学第二定律？
答案　第二类永动机不可能实现，虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律。
(1)只要满足能量守恒定律的物理过程都能实现。(　　)
(2)由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。
(　　)
(3)不可能从单一热源吸收热量，使之全部变成功。(　　)
×
返回
×
×
　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
例1
√
根据热力学第二定律，热量自发地全部转化为机械能是不可能的，A错误；
气体膨胀具有方向性，不能自发逸出又自发跑进去，使其恢复原状，B错误；
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，而不引起其他的变化，但通过一些手段是可以实现的，C正确；
扩散现象有方向性，因此液体混合后不能自发地各自分开，D错误。
　(多选)(2023·开远市第一中学高二期末)地球上有很多的海水，它的总质量约为1.4×1018 t，如果这些海水的温度降低0.1 ℃，将要放出5.8×1023 J的热量。有人曾设想利用海水放出的热量，使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，关于其原因，下列说法正确的是
A.内能不能转化成机械能
B.内能转化成机械能不满足热力学第一定律
C.只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机械不满足热力学第二
定律
D.机械能可全部转化为内能，内能不可能全部转化为机械能，同时不引
起其他变化
例2
√
√
内能可以转化成机械能，如热机，故A错误；
内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律，也可以说符合能量守恒定律，故B错误；
根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，故C、D正确。
总结提升
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。
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热力学第一定律和热力学第二定律的比较
二
1.热力学两定律的比较
热力学第一定律 热力学第二定律
区别 是能量守恒定律在热力学中的表现，否定了创造能量和消灭能量的可能性，从而否定了第一类永动机 是关于在有限空间和时间内，一切和热现象有关的宏观自然过程具有不可逆性的经验总结，从而否定了第二类永动机
联系 两定律分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律，二者既相互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础
2.两类永动机的比较
第一类永动机 第二类永动机
设计要求 不消耗任何能量，可以不断做功(或只给予很少的能量启动后，可以永远运动下去) 将内能全部转化为机械能，而不引起其他变化(或只有一个热源，实现内能向机械能的转化)
不可能制成的原因 违背了能量守恒定律 违背了热力学第二定律
　(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
例3
B
C
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。
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课时对点练
三
考点一　热力学第二定律的理解
1.(多选)下列哪些现象能够发生，并且不违背热力学第二定律
A.常温下一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热
B.蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能而不引起其他变化
C.桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、
水自动分离
D.电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体
1
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11
基础对点练
√
√
1
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选项A、B都违背了热力学第二定律，都不能发生。
选项C中系统的势能减少了，
选项D中消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，均能发生。
2.(多选)根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是
A.不可能从单一热源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，只有单一的热源，能将从单一热源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%
√
1
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热力学第二定律揭示了与热现象有关的宏观自然过程的方向性，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；
热传递过程也具有方向性，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选项错误。
3.(多选)(2023·广州市高二期末)如图所示为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内、外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是
A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱
内的热量传到外界，是因为其消耗了电能
C.电冰箱的工作原理不违背热力学第二定律
D.电冰箱的工作原理违背热力学第二定律
√
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根据热力学第二定律，热量不能自发地从
低温物体传到高温物体，要想使热量从低
温物体传到高温物体必须借助于其他系统
做功，故A错误，B正确；
电冰箱的工作原理不违背热力学第二定律，故C正确，D错误。
4.关于热力学定律，下列说法正确的是
A.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
B.质量一定的某种理想气体吸收热量后温度一定升高
C.不可能使热量从低温物体传向高温物体
D.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
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由热力学第一定律ΔU=W+Q，改变内能的方式有做功和热传递，若W>0，而Q<0，则内能不一定增加，A项错误；
同理气体吸收热量后，内能不一定增加，温度不一定升高，B项错误；在产生其他影响的情况下热量可以从低温物体传向高温物体，C项错误；
功转变为热具有方向性，D项正确。
考点二　热力学第一定律和热力学第二定律的比较
5.关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是
A.热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第
二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是
相互矛盾的
B.内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定
律并不矛盾
C.两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质
区别
D.能量守恒定律包含了热力学第一定律和热力学第二定律
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热力学第一定律揭示了内能与其他形式能量之间的转化关系，是能量守恒定律在热力学中的具体体现。热力学第二定律则进一步阐明了内能与其他形式能量转化时的方向性，二者表述的角度不同，本质不同，相互补充，并不矛盾，B正确，A、C、D错误。
6.(多选)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
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.第一类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律
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”
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一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，Q=0，W<0，根据ΔU=W+Q可知，气体的内能减小，故A正确；
热力学第二定律表明：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，故气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故B正确；
第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律，故C错误；
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，而不引起其他变化”，故D错误。
7.随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，油价的不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一。下列有关能量转化的说法正确的是
A.只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能
B.满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行
C.可以直接利用空气中的内能，减少“温室效应”
D.物体吸收热量，物体的内能可能减小
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内燃机工作时，燃料不可能全部燃烧，尾气要带走部分热量，零件之间存在摩擦生热，发动机本身需要散热等等，故发动机不可能将所有内能转化为机械能，A错误；
由于能量的转移和转化具有方向性，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发地进行，B错误；
空气中的内能并不能直接被利用，如果需要利用，则需要热泵，例如空调、空气能热水器等，热泵工作同时消耗电能，引起了其他变化，C错误；
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根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知，物体吸收热量的同时，物体对外界做功，则物体的内能有可能减少，D正确。
8.(多选)(2023·哈尔滨市期末)下列有关热力学第二定律的说法正确的是
A.气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是不可逆过程
B.能源危机说明自然界的总能量在不断减少
C.水的温度自动下降时，释放的内能可以自发地全部转化为机械能
D.物体从高温热库吸收热量后，内能可能变少
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气体自发地扩散运动总是向着无序的方向进行，是不可逆的过程，故A正确；
根据能量守恒定律可知自然界的总能量是守恒的，故B错误；
物体温度下降释放的内能不可能在不引起其他变化的情况下完全转化为机械能，故C错误；
改变物体内能方式有热传递和做功，所以当物体吸收热量后对外做功的情况下内能可能减少，故D正确。
9.(2024·西安市模拟)如图所示，气缸内盛有一定质量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁之间无摩擦，但不漏气。现将活塞杆与外界连接并缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。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.气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过
程违反热力学第二定律
B.气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所
以此过程不违反热力学第二定律
C.气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律
D.以上三种说法都不对
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由于气缸壁是导热的，外界温度不变，活塞杆与
外界连接并使活塞缓慢地向右移动过程中，有足
够时间进行传热，气缸内的气体温度不变，即内
能不变。该过程气体是从单一热源即外部环境吸收热量，全部用来对外做功并保证内能不变，但此过程并不违反热力学第二定律，这是因为此过程需要外力对活塞做功来维持，如果没有外力对活塞做功，此过程不可能自发进行，故选项C正确。
10.如图所示，两种不同的金属组成一个回路，接触头1置于热水杯中，接触头2置于冷水杯中，此时回路中电流计发生偏转，这是温差电现象，假设此过程电流做功为W，接触头1从热水中吸收的热量为Q1，冷水从接触头2吸收的热量为Q2，根据热力学第二定律可得
A.Q1=W B.Q1>W
C.Q11
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根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热
量使之全部用来做功，而不产生其他影响；所以
从热水中吸收的热量Q1应该大于电流做的功W，
即Q1>W。根据能量守恒定律和热力学第二定律，
从热水中吸收的热量转化成了两部分，一部分是电能W，另一部分是冷水吸收的热量Q2，故选B。
11.(多选)如图是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下：
①液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地
进入蒸发器，在蒸发器中迅速汽化，并从低
温的空气中吸收热量。
②制冷剂汽化生成的蒸汽被压缩机压缩后变成高温高压的蒸汽进入冷凝器。
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③在冷凝器中，高温高压的蒸汽将热量传递
给水并发生液化。制冷剂以此不断循环流动，
使水的温度不断上升。下列说法正确的是
A.空气能热水器实现了“热量由低温物体(空
气)传向高温物体(水)”
B.空气能热水器中的水被加热是由电直接加热的
C.空气能热水器的工作原理不违反热力学第一定律
D.空气能热水器的制热系统能够不断地把空气的内能传给水，是因为其
消耗了电能
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空气能热水器工作时将外界低温空气中的热收集起来然后通过压缩机再传给里面温度较高的水，使水的温度升高，故A、D正确，B错误；
空气能热水器在工作时遵守热力学第一定律，故C正确。
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