【知识点梳理】
1. 热力学第二定律两种表述：
（1）热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
举例：冰箱可以把热量从低温物体传到高温物体，但不是自发的，有压缩机介入参与做功。
（2）不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
举例：热机吸收热量使空气膨胀对外做功，但气体吸热膨胀做完功后的温度一定大于原来的温度。热机效率不可能达100%。
【同步习题】
1.下列说法正确的是( )
A．热量不能从低温物体传到高温物体
B．功可以完全变成热，热不能完全变成功
C．改进热机的生产工艺，总有一天热机的效率可以达到100%
D．气体向真空的自由膨胀是不可逆的
【答案】D
【解析】热力学第二定律两种表述“热量不能自发地从低温物体传到高混为物体”“不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响”。在一定条件下（注意：不是自发）热量可以从低温物体传到高温物体，A错；在一定条件下（注意：可以产生其它影响的情况下）热可以全部变成功，B错；热机的效率在任何条件下都不可能达到100%，C错；一切宏观自然过程的进行都具有方向性，D正确。 。
2.根据热力学定律，下列判断正确的是( )
A．我们可以把火炉散失到周围环境中的能量全部收集到火炉中再次用来取暖
B．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的
C．制冷系统能将冰箱内的热量传给外界较高温度的空气，而不引起其他变化
D．满足能量守恒定律的客观过程都可以自发地进行
【答案】B
【解析】热量不能自发地从低温物体传到高温物体，所以不能把散失的能量全部收集起来重新加以利用，A错；由热力学第二定律可知，B正确；热量从低温物体传给高温物体时一定会发生其他变化，C错；只满足能量守恒定律而不满足热力学第二定律的过程是不可能发生的，D错。
3.关于第二类永动机的说法，正确的是( )
A．第二类永动机不可能制成，因为违反了能量守恒定律
B．第二类永动机不可能制成，因为机械能和内能的转化过程具有方向性
C．第二类永动机不可能制成，因为同时违反了能量守恒定律和热力学第二定律
D．第二类永动机不可能制成，因为没有足够精细的制作工艺
【答案】B
【解析】第二类永动机是一种热机，它希望能够从单一热源吸热全部用来做功而不引起其他任何变化，这种设想并不违反能量守恒定律，但违反热力学第二定律，只有B正确。
4.关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是( )
A．将地球上所有海水的温度降低0.2 ℃，以放出大量的内能供人类使用
B．布朗运动是液体分子的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则的运动
C．在热传递中，热量一定是从内能多的物体传向内能少的物体
D．在热传递中，热量自发地从温度高的物体传到温度低的物体
【答案】D
【解析】自然界一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，A、C错误；布朗运动不是液体分子的运动，而是固体颗粒的运动，B错误。故只有D正确。 。
5.关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是( )
A．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
B．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律
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
【答案】D
【解析】第一类永动机违反能量守恒定律，选项A错误；第二类永动机违反热力学第二定律，选项B错误；由热力学第一定律可知当W≠0，Q≠0时，ΔU＝W＋Q可以等于0，选项C错误；由热力学第二定律可知选项D中现象是可能的，但一定会产生其他影响，选项D正确 。
6.(多选)随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，近期油价不断攀升，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中错误的是( )
A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他的变化
B．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
C．满足能量守恒定律的物理过程都能自发的进行
D．外界对物体做功，物体的内能必然增加
【答案】BCD
【解析】由热力学第二定律的开尔文表述可知A正确。热机效率总低于100%，B错误。满足能量守恒的过程未必能自发进行，任何过程一定满足热力学第二定律，C错误。由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，W＞0，ΔU不一定大于0，即内能不一定增加，D错误 。
7.我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化成动能，使这个物体运动起来，其原因是( )
A．违反了能量守恒定律
B．在任何条件下内能不可能转化为机械能，只有机械能转化成内能
C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的
D．以上说法均不正确
【答案】C
【解析】虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，因而不可能发生，故C正确 。
8.图中汽缸内盛有一定质量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气。现将活塞杆与外界连接使缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。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
【答案】C
【解析】“汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温”说明气体温度不变，内能不变（气体膨胀对外做功，压强减小，温度降低，温度降低后从缸外吸热保持恒温），因此气体从外界吸收的热量全部用来做功，但这并不违背热力学第二定律，因为有杆对外做功（从单一热库吸收热量，使之完全变成功，同时产生其他影响）。C正确 。
9.第二类永动机不可能制成，是因为( )
A．违背了能量的守恒定律
B．热量总是从高温物体传递到低温物体
C．机械能不能全部转化为内能
D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
【答案】D
【解析】第二类永动机的设想并不违背能量守恒定律，但却违背了涉及热量的能量转化过程是有方向性的规律。故选项A错；在引起其他变化的情况下，热量可由低温物体非自发地传递到高温物体。故B错；机械能可以全部转化为内能，C错误，D正确 。
10、（多选）下列说法正确的是( )
A．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传递到高温物体
B．能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性
C．当分子间的距离增大时，分子间的引力增大、斥力减小
D．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时，两系统温度相同
【答案】BD
【解析】热量不能自发地从低温物体传到高温物体，选项A错误；耗散掉的能量不能再重新收集起来加以利用，说明能量的转化具有方向性，选项B正确；当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，选项C错误；温度是描述热运动的物理量，是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，所以当一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同，选项D正确
11、(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是( )
A．气体吸热后温度一定升高
B．对气体做功可以改变其内能
C．理想气体等压膨胀过程一定放热
D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
【答案】BD
【解析】气体吸热后，若再对外做功，温度可能降低，故A错误；改变气体内能的方式有两种：做功和热传导，故B正确；理想气体等压膨胀过程是吸热过程，故C错误；根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故D正确
12、下列说法正确的是( )
A．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
B．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
C．功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功
D．凡是不违反能量守恒定律的过程都一定能实现
【答案】B
【解析】热量能够自发从高温物体传到低温物体，也能在一定的条件下从低温物体传到高温物体，如电冰箱，故A错误；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，这是热力学第二定律的内容，故B正确；功可以全部转化为热，热也可以全部转化为功，但会引起其它变化，故C错误；不违背能量守恒定律的过程不一定都能实现，还不能违背热力学第二定律，故D错误。
13、(多选)如图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反热力学第二定律
D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
【答案】BC
【解析】电冰箱能够从低温物体吸收热量，是因为电流做了功，消耗了电能，它不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。故B、C正确，A、D错误
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