A?机械能和内能之间的转化是可逆的 B?气体向真空的口市膨胀是可逆的
C?如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较有序的 D?如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较无序的 10 ?关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是（） A?大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动
B?热传递的自发过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程
C?热传递的自发过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的
过程
D?—切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
题号 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11.热力学第二定律的开尔文表述指出：内能与机械能的转化具有方向性.请结合热力学第二 定律
的微观意义加以解释.
热力学第二定律
课前预习练
1 ?低温物体 高温物体热传递 2 ?单一热源
3?能量守恒定律 热力学第二定律
4?有序无序无序性程度大小量度不可逆过程 5?增加 总不减少
6?D [热力学第二定律是指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， 它
反映了热传导的方向性，因此，第二类永动机并不违背能量守恒定律；內能的改变要看做 功和热传递，只知热量传递情况或者只知做功情况，都无法判断內能的变化；做功和热传递 都可以改变物体的内能，但改变方式是不同的，做功是能量的转化，而热传递是能量的转移.] 7 ? C 课堂探究练
1 - ACD [凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性.无论采用任何设备和手段进行能 量转
化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能\，故A正确.火 力发电机发电时，能量转化的过程为内能一*机械能一＞电能，因为内能一*机械能的转化过程中 会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，C正确.热量从低温物体传递到高 温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律 第一种（克氏）表述的主要思想，故D正确.由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以 全部转化为内能，故B错误?]
点评热力学第二定律的两种表述是等价的，都说明一切与热现象有关的宏观过程都是不可 逆的.其中“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的帮助.
2 ?见解析
解析不正确.在引起其他变化的情况下，热量可以从低温物体传到高温物体，例如，电冰 箱制冷时，通过压缩机做功，把热量从低温区（冷藏食品处）传递给了高温区（大气），但消耗了 电能，外力对制冷剂做了功，这就是“其他变化”.而热量从高温物体传到低温物体是可自 发进行的，可以不带来其他影响.这正是热力学第二定律第一种表述的内涵.
点评准确理解热力学第二定律很重要.根据热力学第二定律的第一种（克氏）表述，要使热 传递反过来进行，就要付出其他代价，引起其他变化（如做功等）.
3 ?见解析
解析 根据犬量分子运动对系统无序程度的影响，热力学第二定律又有一种表述：由犬量分 子组
成的系统自发变化时，总是向着无序程度增大的方向进行，至少无序程度不会减少.这 也就是说，任何一个系统自发变化时，系统的嫡要么增加，要么不变，但不会减少.质量相 同、温度相同的水，可以由固体自发地向液态、气态转化，所以，气态时的蠣最大，其次是 液态，固态时的嫡最小.
方法总结 炳是系统内分子运动的无序性程度的标志，固态的冰可以自发地向液态、气态转 化说明气态无序度最大，固态的无序度最小.
4 -C ［一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，这就是热力学第二定律 的
微观意义.系统的热力学过程就是犬量分子向无序程度犬的状态变化的过程.自然过程的 方向性可以表述为：在任何自然过程中，一个孤立系统的爛值不会减小，因此热力学第二定 律又称为炳增原理.因此A、B、D说法正确，C说法错误.］
方法总结 如果过程可逆，则爛不变；如果不可逆，则炳增加.一切自发过程都是不可逆的, 即都是沿着分子热运动的无序性增大（炳增加）的方向进行.
5 C ［由于气体始终通过汽缸与外界接触，外界温度不变，活塞杆与外界连接并使其缓慢地 向
右移动过程中，有足够时间进行热交换，气体等温膨胀，所以汽缸内的气体温度不变，内 能也不变，该过程气体是从单一热源即外部环境吸收热量，即全部用来对外做功才能保证内 能不变，但此过程不违反热力学第二定律.此过程由外力对活塞做功来维持，如果没有外力 F对活塞做功，此过程不可能发生.］
方法总结要正确理解“不可能从单一热源吸取热量使之全部变为有用的功而不产生其他影 响”，它包含以下三层意思：
（1）从单一热源吸收热量，一般来说只有部分转化为机械能，所以第二类永动机是不可能制成
的；（2）机械能转化为内能是自然的，可以全部转化；（3）如果产生其他影响，可能从单一热源 吸收热量，使之完全变成功. 课后巩固练
1?D ［由于电阻的存在，电流通过电动机一定发热，电能不能全部转化为机械能，A错误; 根据
热力学第二定律知，热机不可能将内能全部转化为机械能，B错误；C项说法违背热力 学第二定律，因此错误.］
2?B ［由热力学第二定律可知，A緒误，B正确；由分子间作用力与分子间距的关系可知， C项
错误；温度升高时，物体中分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，即并 不是每个分子的运动速率都增犬，故D项错误.］
3?D ［根据热力学第二定律，热量不能自发地由低温物体传递到高温物体，而不引起其他 变化.
在发生其他变化的前提下，热量可以由低温物体传递到高温物体，例如电冰箱制冷时， 压缩机工作，消耗了电能，同时热量由冰箱内的低温物体传递到冰箱外的高温物体，所以A 错.外界对物体做功的同时，物体可能放热，物体的内能不一定增加，所以B错.第二类永 动机的效率为
100%,并不违反能量守恒定律，但它违反了热力学第二定律中热机效率必小 于1的表述，因此它
不可能制成，所以C错.而D选项中的表述就是热力学第二定律的一种 表述形式，所以D正确.]
4 ? AB [自然界中的任何自然现象或过程都不违反热力学定律，本实验现象也不违反热力学 第
二定律，A正确；整个过程中能量守恒且热传递有方向性，B正确；在实验过程中，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.注意 与热现象有关的宏观现象的方向性，这是应用热力学第二定律的关键.]
5?ACD [第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了大量分子宏观过程的方 向
性，A正确，B错误；热力学第一定律与第二定律相辅相成，互相独立，C正确；热力学 第二定律的两种表述是等效的，D正确.]
6 - D [违背了能量守恒定律，不可行.]
7 -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，故C、D错误，B项正确；内能在一定 条件下可以全部转化为机械能，热量也可以由低温物体传递到高温物体，但是要引起其他变 化，如电冰箱制冷机工作还要消耗电能，故A错误.]
8?A [根据嫡增原理，不可逆过程总是朝着嫡增大的方向进行，故选A.]
9?D [热现象的宏观过程都是不可逆的，故A、B错，微观态越多越无序，故选D.] 10?CD [热
力学第二定律的微观意义明确指出：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序 程度增大的方向进行，所以选项C、D正确.]
11 ?见解析
解析 机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化，物体运动状态的变化完全遵循牛顿 运动定律所反映的因果关系，这是一种有序的运动.热运动是犬量分子的无规则运动，系统 的一个宏观状态包含着犬量的微观状态，这是一种无序的运动.机械运动向热运动的转化， 属于从有序向无序的转化，会导致嫡的增加，符合热力学的规律，因此机械能可以全部转化 为内能.反之，热运动向机械运动的转化，属于从无序向有序的转化.因此内能向机械能的 转化不能全部实现.
《热力学第二定律》导学案.doc
