(2)能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量品质的降低，它实际上是将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式。
2．能源的分类
例3 (多选)下列对能量耗散的理解正确的有( ) 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
[规范解答] 能量转化过程中总能量守恒，但散失在空气中的内能不可能收集起来用来做功。
在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终会转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散。能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙的能量既没有减少，也没有消失，它只从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错误，B、D正确。
[完美答案] BD
对能量耗散的理解
(1)能量耗散是能量从高品质能源向低品质能源转化和转移的过程。 (2)能量耗散是指能量的可利用程度降低。
[变式训练3] 下列现象属于能量耗散的是( )
A．利用水流能发电转化为电能 B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能 C．电池的化学能转化为电能 D．火炉把房子烤暖 答案 D
解析 能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，能够重新收集并加以利用的能不能称能量耗散。本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用，如用光作能源的手表等，只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能，才无法重新吸收并加以利用，但本题没有告诉这光能用来做什么，故不能算能量耗散，只有火炉把房子烤热后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，无法重新收集，并加以利用，才是能量耗散。故D正确。
A组：合格性水平训练
1．(对有序和无序、宏观态和微观态的理解)(多选)下列过程中不可逆的是( )
A．锤子打铁，铁发热
B．传热的容器内盛有液体，容器放在恒温的大水池内，不停地搅动液体，可保持温度不变
C．在一绝热容器内，不同温度的液体混合 D．在一绝热容器内，不同温度的氦气进行混合 答案 ABCD
解析 功变热是不可逆过程，故A符合题意。B中过程既有功变热，又有热传导，是不可逆过程，故B符合题意。C中液体扩散是不可逆过程，故C符合题意。D中具有一定温度的热传导也是不可逆的，故D也符合题意。
2．(熵)在一定速度下发生变化的孤立系统，其总熵的变化情况是( ) A．不变 C．总是增大 答案 C
B．可能增大或减小 D．总是减小
解析 一切孤立系统总向着总熵增大的方向发展。
(1)由熵的定义可知，熵较大的宏观状态就是无序程度较大的宏观状态，也就是出现概率较大的宏观状态。在自然过程中熵总是增加的，其原因并非因为有序是不可能的，而是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多，把事情搞得乱糟糟的方式要比把事情做得整整齐齐的方式多得多。
(2)从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展。
3．(熵)(多选)下列关于熵的观点中正确的是( ) A．熵越大，系统的无序程度越大
B．对于一个不可逆绝热过程，其熵不会减小 C．气体向真空中扩散时，熵值减小
D．自然过程中熵总是增加，因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多
答案 ABD
解析 熵是系统内分子运动无序性的量度，熵越大，其无序程度越大，A正确。不可逆绝热过程，其宏观态对应微观态数目增大，其熵会增加，不会减小，B正确。气体向真空中扩散，无序程度增大，熵值增大，C错误。自然过程中，无序程度较大的宏观态出现概率较大，因而通向无序的渠道多，D正确。
4．(能源的开发和利用)(多选)关于能源的利用，下列说法中正确的是( ) A．由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能的开发在我国并不十分重要
B．能源的利用过程，实质上是能的转化和传递的过程 C．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气 D．煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能 答案 BCD
解析 目前人类使用的能源主要的仍是煤、石油和天然气。燃料燃烧时，化学能转化为内能，内能又可转化成机械能和电能。人类在生产和生活中需要各种形式的能，我们可以根据需要把能源的能量转化成各种形式的能，以供利用。所
以，能源的利用过程实质上是能的转化和传递的过程。我国的煤和石油尽管储量丰富，但终究有限，且利用后不能再生，终有用完的日子，所以开发和利用新能源，特别是核能和太阳能，是解决能源问题的出路。因此在这四个说法中，错误的是A，B、C、D正确。
5．(能源的开发和利用)关于开发能源和节约能源，你认为以下观点错误的是( )
A．能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭实在是一种杞人忧天的表现 C．能源的开发利用，必须同时考虑对环境的影响 D．利用核能是目前开发新能源的一种有效的途径 答案 B
解析 能量虽然守恒，但在利用其过程中，其形式在不断向低品质转化，可见能源是有限的。在利用能源的同时，还应注意保持与环境的平衡，应选B。
6．(能量耗散)热现象过程中不可避免地出现能量耗散现象。下列关于能量耗散的说法中正确的是( )
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，只是能量的转化有方向性
D．待科技发达到一定程度时可消除能量耗散现象，实现第二类永动机 答案 C
解析 能量耗散仍遵守能量守恒定律，反映了自然界宏观过程具有方向性，无法消除，应选C。
7．(熵)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。请结合熵的变化加以解释。
答案 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。热运动是大量分子的无规则运动，系统的一个宏观状态包含着大量的微观状态，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，会导致熵的增
高中物理《热力学第二定律的微观解释 能源和可持续发展》导学案
