第4節(jié)熱力學(xué)第二定律同步導(dǎo)學(xué)案版含解析

1、第4節(jié)夕熱力學(xué)第二定律M SI 一目而女；.克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到 高溫物體。2 .開(kāi)爾文表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使 之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。3 .熱機(jī)的效率：熱機(jī)輸出的機(jī)械功 W與燃料產(chǎn)生 的熱量Q的比值，即 W, W<Q,熱機(jī)的效Q1 率不可能達(dá)到 100%。課前門(mén)上學(xué)習(xí),基糖才潴樓高、自然過(guò)程的方向性1 .熱傳導(dǎo)具有方向性：兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)，熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體佼 給低溫物體，而低溫物體不可能自發(fā)地將熱量傳給高溫物體，要實(shí)現(xiàn)低溫物體向高溫物體 傳遞熱量，必須借助外界的幫助,因而產(chǎn)生其他影響或引起其他變化。2 .氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象具有方向

2、性：兩種不同的氣體可以自發(fā)地進(jìn)入對(duì)方，最后成為均勻 的混合氣體，但這種均勻的混合氣體，決不會(huì)自發(fā)地分開(kāi)而成為兩種不同的氣體。3 .機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性：物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，因摩擦而逐漸停止下 來(lái)，但絕不可能出現(xiàn)物體吸收原來(lái)傳遞出去的熱量后，在地面上重新運(yùn)動(dòng)起來(lái)。4 .氣體向真空膨脹具有方向性：氣體可自發(fā)地向真空容器膨脹，但絕不可能出現(xiàn)氣體 自發(fā)地從容器中流出,容器變?yōu)檎婵铡? . 一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的一6 .熱力學(xué)第二定律：反映宏觀自然過(guò)程的方向性的定律。二、熱力學(xué)第二定律的兩種表述1 .克勞修斯表述熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,這就是熱力學(xué)第二定律的

3、克勞修斯表述, 闡述的是熱傳遞的方皿L2 .開(kāi)爾文表述不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，叱產(chǎn)生其他影響。(即機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化具有方向性)3 .對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等價(jià)的，也可以表述為:氣體向真空的自由膨脹是不可 逆的。4.第二類永動(dòng)機(jī)(1)定義：只從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓臒釞C(jī)。(2)第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因：雖然第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但大量 的事實(shí)證明，在任何情況下，熱機(jī)都不可能只有一個(gè)熱庫(kù)，熱機(jī)要不斷地把吸取的熱量變 為有用的功，就不可避免地將一部分熱量傳給低溫?zé)釒?kù)。卜劭耐電冷耗做時(shí)I1 .自主思考一一判一判(1)

4、溫度不同的兩個(gè)物體接觸時(shí)，熱量會(huì)自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體。(X)(2)第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律。(，)(3)熱機(jī)的效率可以達(dá)到 100%。(X)(4)一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的微觀自然過(guò)程都是不可逆的。(X )(5)第二類永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律。(X )(6)只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn)，就可以把內(nèi)燃機(jī)得到的全部?jī)?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(X)2 .合作探究一一議一議(1)溫度不同的兩個(gè)物體接觸時(shí)，熱量會(huì)從低溫物體傳給高溫物體嗎？提示：會(huì)。溫度不同的兩個(gè)物體接觸時(shí)，熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，要使熱量從低溫物體傳給高溫物體，必須借助其他幫助，如電冰箱的工作。(2)兩個(gè)不同的物體接觸時(shí)，熱量自發(fā)地

5、從高溫物體傳遞給低溫物體。此處“自發(fā)地” 的含義是什么？提示：“自發(fā)地”的含義是指沒(méi)有任何外界影響或者其他幫助。(3)我們假想：發(fā)明一種熱機(jī)，并用來(lái)對(duì)物體做功，將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而不引起 其他變化，這是否可能？提示：熱機(jī)不能把它得到的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因?yàn)闊釞C(jī)必須有熱源和冷凝器，熱機(jī)工作時(shí)，總要向冷凝器放熱，不可避免地要由工作物質(zhì)帶走一部分熱量Q,即使是理想熱機(jī)，沒(méi)有摩擦，沒(méi)有漏氣等能量損失，它也不可能把吸收的熱量百分之百地轉(zhuǎn)化為機(jī) 械能，總要有一部分熱量散發(fā)到冷凝器中。課堂講練設(shè)訃，舉一能通類題著點(diǎn)_1對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解通知識(shí)1 .在熱力學(xué)第二定律的表述中，自發(fā)地”、不產(chǎn)生其他影

6、響”、單一熱庫(kù)”、不可能”的涵義(1) “自發(fā)地”是指熱量從高溫物體“自發(fā)地”傳給低溫物體的方向性。在傳遞過(guò)程中 不會(huì)對(duì)其他物體產(chǎn)生影響或借助其他物體提供能量等。(2) “不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán) 境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響。如吸熱、放熱、做功等。(3) “單一熱庫(kù)”：指溫度均勻并且恒定不變的系統(tǒng)。若一系統(tǒng)各部分溫度不相同或者 溫度不穩(wěn)定，則構(gòu)成機(jī)器的工作物質(zhì)可以在不同溫度的兩部分之間工作，從而可以對(duì)外做 功。據(jù)報(bào)道，有些國(guó)家已在研究利用海水上下溫度不同來(lái)發(fā)電。(4) “不可能”：實(shí)際上熱機(jī)或制冷機(jī)系統(tǒng)循環(huán)終了時(shí)，除了從單一熱庫(kù)吸收熱量對(duì)外 做功，以

7、及熱量從低溫?zé)釒?kù)傳到高溫?zé)釒?kù)以外，過(guò)程所產(chǎn)生的其他一切影響，不論用任何 的辦法都不可能加以消除。(5) 力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過(guò)程的方向性，使人們認(rèn) 識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性。(6) 力學(xué)第二定律的其他描述(1) 一切宏觀自然過(guò)程的進(jìn)行都具有方向性。(2)氣體向真空的自由膨脹是不可逆的。(3)第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。1 .(多選)熱力學(xué)第二定律指出()A.氣體的擴(kuò)散過(guò)程具有方向性8. 一切形式的能量間的相互轉(zhuǎn)化都具有方向性C.熱機(jī)效率產(chǎn)1D.大量分子參與的宏觀過(guò)程具有方向性解析：選AD 由熱力學(xué)第二定律知，氣體的擴(kuò)散

8、現(xiàn)象具有方向性，并不是一切形式的 能量間的相互轉(zhuǎn)化都具有方向性，如動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，故A正確，B錯(cuò)誤；熱機(jī)效率只能小于1,不可能等于1,故C錯(cuò)誤；一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，故 D正確。2 .（多選）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是（）A.為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量8 .對(duì)某物體做功，必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加C.可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E.功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程解析：選ACE 改變內(nèi)能的方法有做功和熱傳遞兩種，所以為了增加物體的內(nèi)能，必 須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量，A項(xiàng)正確；對(duì)物體做功的同時(shí)

9、物體向外界放熱，則物體的內(nèi)能可能不變或減小， B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，在對(duì)外界有影響的前提下， 可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，C項(xiàng)正確；在有外界做功的條件下，可以使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，D項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，E項(xiàng)正確。熱力學(xué)第二定律與熱力學(xué)第一定律比較電通知識(shí)1 .兩個(gè)定律比較：熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律在熱力學(xué)中的具體表現(xiàn)形式，在 轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，總的能量保持不變。熱力學(xué)第二定律是指在有限的時(shí)間和空間內(nèi)，一切 和熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程具有不可逆性。2 .兩類永動(dòng)機(jī)的比較第一類永動(dòng)機(jī)第二類水動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求不消耗任何能量，可以不斷做功（或只給 予很小的能量

10、啟動(dòng)后，可以永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去）將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其 他變化（或只什-個(gè)熱源，實(shí)現(xiàn)內(nèi)能與機(jī) 械能的轉(zhuǎn)化）不口能 的原因違背了能量守恒定律違背了熱力學(xué)第二定律。通題組1 .（多選）下列說(shuō)法中正確的是（）A.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律B.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律C.熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是相互獨(dú)立的D.熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等價(jià)的解析：選ACD 第一類永動(dòng)機(jī)是想 “創(chuàng)生”能量，違反了能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)是想使熱機(jī)效率 刀=1,違反了熱力學(xué)第二定律（沒(méi)有違反能量守恒定律），A正確，B錯(cuò)誤; 熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律在內(nèi)能與其

11、他形式能轉(zhuǎn)換時(shí)的具體表達(dá)，熱力學(xué)第二定律指出了自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性。它們分別從不同側(cè)面揭示了熱現(xiàn)象的本質(zhì)，是相互獨(dú)立的，熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等價(jià)的，C、D正確。2 .關(guān)于兩類永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)兩大定律，下列說(shuō)法正確的是（）A.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第一定律B.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第二定律C.由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做 功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能D.由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱庫(kù)吸收熱量，完全變成功也是可能的解析：選D 第一類永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第一定律，第二

12、類永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第二定律，A、B錯(cuò)；由熱力學(xué)第一定律可知 WW0, QW0,但AU=W+Q可以等于0, C錯(cuò)；由熱力 學(xué)第二定律可知 D中現(xiàn)象是可能的，但不引起其他變化是不可能的，D對(duì)。3 .（多選）根據(jù)熱力學(xué)第二定律，可知下列說(shuō)法中正確的有 （）A.熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體8 .熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，也可能從低溫物體傳到高溫物體C.機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為熱能，但熱能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為熱能，熱能也可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能解析：選BD 由熱力學(xué)第二定律克勞修斯表述知，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，當(dāng)外界對(duì)系統(tǒng)做功時(shí)，也

13、可以使系統(tǒng)從低溫物體吸取熱量傳到高溫物體，冰箱就 是這樣的裝置，故 A錯(cuò)誤，B正確。機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如在水平地面上運(yùn)動(dòng)的 物體，克服摩擦阻力做功，最終靜止，這個(gè)過(guò)程中機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，當(dāng)外界條件發(fā) 生變化時(shí)，內(nèi)能也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如在等溫膨脹過(guò)程中，系統(tǒng)吸收的熱量全部轉(zhuǎn) 化為對(duì)外界做的功，故 C錯(cuò)誤，D正確。課后用級(jí)訓(xùn)練，力步跟升能力一、基礎(chǔ)題與熟1 .熱力學(xué)定律表明自然界中進(jìn)行的熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程（）A.有的只遵守?zé)崃W(xué)第一定律B.有的只遵守?zé)崃W(xué)第二定律C.有的既不遵守?zé)崃W(xué)第一定律，也不遵守?zé)崃W(xué)第二定律D.所有的都遵守?zé)崃W(xué)第一、第二定律解析：選D 熱力學(xué)第一、第二定

14、律是熱力學(xué)的基本定律，對(duì)所有涉及熱現(xiàn)象的宏觀 過(guò)程都成立。故選項(xiàng) D正確，A、B、C錯(cuò)誤。2 .（多選）根據(jù)熱力學(xué)第二定律，下列判斷正確的有（）A.熱機(jī)中燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變成機(jī)械能B.電流的能不可能全部變成內(nèi)能C.在火力發(fā)電機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變成電能D.在熱傳導(dǎo)中，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體解析：選ACD 凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀熱現(xiàn)象都具有方向性。無(wú)論采用任何設(shè)備和 手段進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，總是遵循“機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能”，故A正確。由電流熱效應(yīng)中的焦耳定律可知，電流的能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯(cuò)誤。火力發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程為內(nèi)能一機(jī)械

15、能一電能，因?yàn)閮?nèi)能 一機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中會(huì)對(duì)外放出熱量，故燃?xì)獾膬?nèi)能必然不能全部變?yōu)殡娔埽珻正確。熱量從低溫物體傳遞到高溫物體不能自發(fā)進(jìn)行，必須借助外界的幫助，結(jié)果會(huì)帶來(lái)其他影響，這正是 熱力學(xué)第二定律第一種表述的主要思想，故D正確。3 .下列宏觀過(guò)程不能用熱力學(xué)第二定律解釋的是（）A.大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中而經(jīng)過(guò)一段時(shí)間大米、小米不會(huì)自動(dòng)分開(kāi)B.將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會(huì)均勻擴(kuò)散到整杯水中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，墨水和清 水不會(huì)自動(dòng)分開(kāi)C.冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，不會(huì)由內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動(dòng) 起來(lái)D.隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會(huì)使汽車熱機(jī)的效率

16、達(dá)到100%解析：選A熱力學(xué)第二定律反映的是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程的方向性的規(guī)律，A不屬于熱現(xiàn)象；由熱力學(xué)第二定律可以解釋B、C、D選項(xiàng)。4 .我們絕不會(huì)看到：一個(gè)放在水平地面上的物體，靠降低溫度，可以把內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn) 化為動(dòng)能，使這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)起來(lái)，其原因是 （）A.違反了能量守恒定律B.在任何條件下內(nèi)能不可能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，只有機(jī)械能才能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 C.機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能是有條件的 D.以上說(shuō)法均不正確解析：選C 機(jī)械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，必須通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)，故C對(duì)。5 .下列關(guān)于熱現(xiàn)象的描述正確的一項(xiàng)是（）A .根據(jù)熱力學(xué)定律，熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%B.做功和

17、熱傳遞都是通過(guò)能量轉(zhuǎn)化的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的C.溫度是描述熱運(yùn)動(dòng)的物理量，一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)兩系統(tǒng)溫度相同D.物體由大量分子組成，其單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，大量分子的運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)律解析：選C 根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)不可能從單一熱源吸收熱量全部用來(lái)做功而不引起其他變化，因此，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100 %,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；做功是通過(guò)能量轉(zhuǎn)化改變系統(tǒng)的內(nèi)能，熱傳遞是通過(guò)能量的轉(zhuǎn)移改變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度是表示熱運(yùn)動(dòng)的物理量，熱傳遞過(guò)程中達(dá)到熱平衡時(shí)，溫度相同，選項(xiàng) C正確；單個(gè)分子的 運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，大量分子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)規(guī)律，選項(xiàng) D錯(cuò)誤。6 .（多選）如圖1所示，為電

18、冰箱的工作原理示意圖。壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱 內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)。在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過(guò)冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外。下列說(shuō)法正確的是（）箱體蒸發(fā)器：!： ：5的 in./ 1壓縮機(jī)A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是因?yàn)槠湎牧穗娔蹸.電冰箱的工作原理不違背熱力學(xué)第一定律D.電冰箱的工作原理違背熱力學(xué)第一定律解析：選BC 熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，要想使熱量從低溫物體傳到 高溫物體必須借助于其他系統(tǒng)做功，A錯(cuò)誤，B正確。熱力學(xué)第一定律適用于所有的熱學(xué)過(guò)程，C正確，D錯(cuò)誤。二、能力題等通7

19、 .用兩種不同的金屬絲組成一個(gè)回路，接觸點(diǎn) 1插在熱水中，接觸點(diǎn) 2插在冷水中, 如圖2所示，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象。這一實(shí)驗(yàn)是否違反熱力學(xué)第 二定律？熱水和冷水的溫度是否會(huì)發(fā)生變化？簡(jiǎn)述這一過(guò)程中能的轉(zhuǎn)化情況?？点~蛙°- 銅絲刀%-圖2解析：溫差發(fā)電現(xiàn)象中產(chǎn)生了電能是因?yàn)闊崴械膬?nèi)能減少，一部分轉(zhuǎn)化為電能, 部分傳遞給冷水，不違反熱力學(xué)第二定律。答案：不違反 熱水溫度降低，冷水溫度升高一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能8 .熱力學(xué)第二定律常見(jiàn)的表述有以下兩種：第一種表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體；第二種表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其他變

20、化。圖3甲是根據(jù)熱力學(xué)第二定律的第一種表述畫(huà)出的示意圖；外界對(duì)制冷機(jī)做功，使熱 量從低溫物體傳遞到高溫物體。請(qǐng)你根據(jù)第二種表述完成示意圖乙。根據(jù)你的理解，熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是甲乙解析：從低溫物體向高溫物體傳遞熱量是通過(guò)制冷機(jī)完成的，需要外界對(duì)制冷機(jī)做功;反過(guò)來(lái)熱量從高溫物體傳向低溫物體，是伴隨著熱機(jī)對(duì)外界做功同時(shí)發(fā)生的。答案：如圖所示 一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性高溫物體低溫物體溫度和溫標(biāo)1 .平衡態(tài)：如果容器與外界沒(méi)有能量交換，經(jīng)過(guò)一段時(shí) 間后，容器內(nèi)各點(diǎn)的壓強(qiáng)和溫度都不再變化。2 .熱平衡：兩個(gè)相互接觸的系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后 狀態(tài)參量不再發(fā)生變化，這說(shuō)明兩個(gè)系統(tǒng)對(duì)傳熱來(lái) 說(shuō)已

21、經(jīng)達(dá)到了平衡。3 .熱平衡定律：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到 熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平 衡。一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。4 .攝氏溫度t與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系：T = t+ 273.15 K。1 K)賤也能源函 由踐畫(huà)I課前門(mén)上學(xué)打,基穩(wěn)才能樓高、狀態(tài)參量與平衡態(tài)1 .熱力學(xué)系統(tǒng)通常把由大量分子組成的研究對(duì)象稱為熱力學(xué)系統(tǒng)。2 .外界指系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體的統(tǒng)稱。3 .狀態(tài)參量描述系統(tǒng)熱學(xué)性質(zhì)的物理量，常用的物理量有幾何參量體積 V、力學(xué)參量壓強(qiáng)p、熱學(xué) 參量溫度T。4 .平衡態(tài)系統(tǒng)在沒(méi)有外界影響的情況下，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，各部分的狀態(tài)參量達(dá)到穩(wěn)

22、定的狀 O二、熱平衡與溫度1 .熱平衡：兩個(gè)相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量丕國(guó)變化。2 .熱平衡定律：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之 間也必定處于熱平衡。3 .熱平衡的性質(zhì)：一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度4 .溫度:表征互為熱平衡系統(tǒng)的共同熱學(xué)性質(zhì)的物理量。三、溫度計(jì)與溫標(biāo)1 .常見(jiàn)溫度計(jì)的測(cè)溫原理名稱測(cè)溫原理水銀溫度計(jì)根據(jù)水銀的熱膨脹的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度金屬電阻溫根據(jù)金屬鉗的電阻隨溫度的變化來(lái)測(cè)量溫度氣體溫度計(jì)根據(jù)氣體壓豳溫度的變化來(lái)測(cè)量溫度熱電偶溫度計(jì)根據(jù)不同導(dǎo)體，因溫差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小不同來(lái)測(cè)量溫度2 .溫標(biāo)(1)攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大

23、氣壓下冰的熔點(diǎn)為Q Q,水的沸點(diǎn)為1O0 jCo在0 c和100 c之間均勻分成 100等份,每份算做 1 C。(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法，規(guī)定攝氏溫度的一273.15_&為零值，它的一度等上攝氏溫度的一度。(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度：攝氏溫度：攝氏溫標(biāo)表示的溫度,用符號(hào) t表示，單位攝氏度，符號(hào)為 C。熱力學(xué)溫度：熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度,用符號(hào) T表示，單位開(kāi)爾文，簡(jiǎn)稱開(kāi),符號(hào) 為K。換算關(guān)系：T = t+273.15_Ko1 .自主思考一一判一判(1)平衡態(tài)是一種理想情況。(，)(2)處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)具有相同的熱量。(X )(3)現(xiàn)代技術(shù)可以達(dá)到絕對(duì)零度。(

24、X )(4)攝氏溫度和熱力學(xué)溫度都是從零開(kāi)始的。(X )(5)0 C的溫度可以用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273 K。(，)(6)溫度升高了 10 c也就是升高了 10 K。(，)2 .合作探究一一議一議(1)一根長(zhǎng)鐵絲一端插入 100 c的沸水中，另一端放入0 c恒溫源中，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，溫度隨鐵絲有一定的分布，而且不隨時(shí)間變化，這種狀態(tài)是否為平衡態(tài)？提示：這種狀態(tài)不是平衡態(tài)，只是一種穩(wěn)定狀態(tài)，因?yàn)榇嬖谕庠谝蛩氐挠绊憽?2)當(dāng)系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，系統(tǒng)的所有性質(zhì)都不隨時(shí)間變化，是絕對(duì)不變的嗎？提示：不是。平衡態(tài)是一種理想情況，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的，即使系統(tǒng)處于平衡態(tài)，仍可能發(fā)生偏

25、離平衡態(tài)的微小變化。(3)試從宏觀和微觀兩個(gè)角度理解溫度這個(gè)概念。提示：宏觀上，溫度表示物體的冷熱程度；微觀上溫度反映分子熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度，是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志?？键c(diǎn)一課堂訓(xùn)練設(shè)計(jì)，舉一能迎美題對(duì)平衡態(tài)與熱平衡的理解通知識(shí)1 .正確理解平衡態(tài)(1)熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，只是分子運(yùn)動(dòng)的平均效果不隨時(shí)間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化。(2)平衡態(tài)是一種理想狀態(tài)，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。2 .對(duì)熱平衡的理解兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后再把它們分開(kāi)，如果分開(kāi)后它們都不受外界影響，再把它們重 新接觸，它們的狀態(tài)不會(huì)發(fā)生新的變化。因此，熱平

26、衡概念也適用于兩個(gè)原來(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò) 作用的系統(tǒng)。因此可以說(shuō)，只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說(shuō)這兩 個(gè)系統(tǒng)原來(lái)是處于熱平衡的。3 .平衡態(tài)與熱平衡的區(qū)別(1)平衡態(tài)是對(duì)某一系統(tǒng)而言的，是系統(tǒng)的狀態(tài)，熱平衡是對(duì)兩個(gè)接觸的系統(tǒng)之間的關(guān) 系而言的。(2)分別處于平衡態(tài)的兩個(gè)系統(tǒng)在相互接觸時(shí)，它們的狀態(tài)可能會(huì)發(fā)生變化，直到溫度 相同時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)便達(dá)到了熱平衡。達(dá)到熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)都處于平衡態(tài)。電通方法典例關(guān)于平衡態(tài)和熱平衡，下列說(shuō)法中正確的有()A.只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)B.兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說(shuō)明這兩個(gè)系統(tǒng)原來(lái)的溫度是相等的C.熱平衡就是平衡態(tài)D

27、.處于熱平衡的幾個(gè)系統(tǒng)的壓強(qiáng)一定相等思路點(diǎn)撥解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)一個(gè)系統(tǒng)的溫度、壓強(qiáng)、體積等都不變化時(shí)，才是處于平衡狀態(tài)。(2)若兩個(gè)系統(tǒng)的溫度相等，則兩個(gè)系統(tǒng)已達(dá)到熱平衡。解析一般來(lái)說(shuō)，描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不只是一個(gè)，根據(jù)平衡態(tài)的定義知所有性質(zhì)都不隨時(shí)間變化，系統(tǒng)才處于平衡態(tài)，A錯(cuò)誤；根據(jù)熱平衡的定義知處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)溫度相同，故 B正確、D錯(cuò)誤；平衡態(tài)是針對(duì)某一系統(tǒng)而言的，熱平衡是兩個(gè)系統(tǒng)相互影 響的最終結(jié)果，可見(jiàn) C錯(cuò)誤。答案B解答熱平衡問(wèn)題的三個(gè)要點(diǎn)(1)平衡態(tài)與熱平衡不同，平衡態(tài)指的是一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部達(dá)到的一種動(dòng)態(tài)平衡。(2)必須要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)一段時(shí)間，直到系統(tǒng)內(nèi)所有性質(zhì)都不隨時(shí)

28、間變化為止。(3)系統(tǒng)與外界沒(méi)有能量的交換。Q通題組1 .(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們一定具有相同的熱量B.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)也必定處于熱平衡C.溫度是決定兩個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量D.熱平衡定律是溫度計(jì)能夠用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理解析：選BCD 熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量 一一溫度，所以A項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)正 確；由熱平衡定律知，若物體 A與物體B處于熱平衡，它同時(shí)也與物體 C處于熱平衡，則 物體B與C的溫度也相等，這也是溫度計(jì)用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理，故B、D項(xiàng)正確。2 .關(guān)于熱平衡，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A.系統(tǒng)甲與

29、系統(tǒng)乙達(dá)到熱平衡就是它們的溫度達(dá)到相同的數(shù)值8 .標(biāo)準(zhǔn)狀況下冰水混合物與 0 c的水未達(dá)到熱平衡C.量體溫時(shí)體溫計(jì)需要和身體接觸十分鐘左右是為了讓體溫計(jì)跟身體達(dá)到熱平衡D.冷熱程度相同的兩系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)解析：選B兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)的標(biāo)志是它們的溫度相同，或者說(shuō)它們的冷熱程 度相同，所以 A、C、D三項(xiàng)都正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。9 .（多選）下列物體中處于熱平衡狀態(tài)的是 （）A.冰水混合物處在 0 C的環(huán)境中B.將一鋁塊放入沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間C.冬天剛打開(kāi)空調(diào)的教室內(nèi)的空氣D. 一個(gè)裝有氣體的密閉絕熱容器勻速運(yùn)動(dòng)，容器突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器內(nèi)的氣體解析：選AB 冰水混合物的溫度為 0 C,和環(huán)境

30、的溫度相同，處于熱平衡狀態(tài)，A正確；鋁塊在沸水中加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間，鋁塊和水的溫度相同，處于熱平衡狀態(tài)，B正確；冬天剛打開(kāi)空調(diào)的教室內(nèi)的氣體各部分溫度不相同，未處于熱平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；勻速運(yùn)動(dòng)的容器突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，容器內(nèi)的氣體溫度升高，未達(dá)到熱 平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二,熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)P通知識(shí)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的比較攝氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)名稱/符號(hào)攝氏溫度/t熱力學(xué)溫度/T單位/符號(hào)攝氏度/C開(kāi)爾文/K零度的規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓卜冰水混合物的溫度-273.15 C兩若美系T=t+ 273.15 K,粗略T=t+273 K升高或降低1 K與升高或降低1 C相等。通題組1

31、.（多選）下列關(guān)于攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的說(shuō)法正確的是（）A.用攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度是兩種不同的表示方法B.用兩種溫標(biāo)表示溫度的變化時(shí)，兩者的數(shù)值相等C. 1 K就是1 CD.當(dāng)溫度變化1C時(shí)，也可說(shuō)成溫度變化274.15 K解析：選AB 中學(xué)常用的兩種表示溫度的方法就是攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)，A對(duì)；兩者關(guān)系是：T = t+ 273.15 K,所以用兩者表示溫度的變化時(shí)，兩者的數(shù)值相等，B對(duì)；當(dāng)溫度變化1 C時(shí)，也可說(shuō)成溫度變化 1 K,不能說(shuō)1 K就是1 C ,只能是1開(kāi)爾文的溫差等于 1攝氏度的溫差，C、D錯(cuò)。2.（多選）下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說(shuō)法中正確的是（）A.熱力學(xué)溫度的零點(diǎn)是27

32、3.15 CB. 136 C比136 K溫度高C. 0 c等于 273.15 KD. 1 C就是1 K解析：選ABC 熱力學(xué)溫度的零點(diǎn)是 273.15 C , A正確；由熱力學(xué)溫度與攝氏溫度 的關(guān)系 T = 273.15 K + t 可知，136 c 等于 137.15 K,0 C 等于 273.15 K,1 C 就是 274.15 K , 故B、C正確，D錯(cuò)誤。3.（多選）關(guān)于熱力學(xué)溫度，下列說(shuō)法中正確的是 （）A. - 33 C = 240 KB.溫度變化1 C ,也就是溫度變化 1 KC.攝氏溫度與熱力學(xué)溫度都可能取負(fù)值D.溫度由tC升至2t C,對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了273 K + t

33、解析：選AB 由T= 273 K + t可知：33 C = 240 K, A、B正確；D中初態(tài)熱力學(xué) 溫度為273 K + t,末態(tài)為273 K + 2t,溫度變化t K,故D錯(cuò)誤；對(duì)于攝氏溫度可取負(fù)值的 范圍為0273 C,因絕對(duì)零度達(dá)不到，故熱力學(xué)溫度不可能取負(fù)值，故 C錯(cuò)誤。課后層級(jí)訓(xùn)練，獨(dú)步提升能力、基礎(chǔ)題暫熟1 .（多選）關(guān)于系統(tǒng)的狀態(tài)參量，下列說(shuō)法正確的是（）A .描述運(yùn)動(dòng)物體的狀態(tài)可以用壓強(qiáng)等參量B.描述系統(tǒng)的力學(xué)性質(zhì)可以用壓強(qiáng)來(lái)描述C.描述氣體的性質(zhì)可用溫度、體積等參量D.溫度能描述系統(tǒng)的熱學(xué)性質(zhì)解析：選BCD 描述運(yùn)動(dòng)物體的狀態(tài)可以用速度、加速度、位移等參量，A錯(cuò)；描述系統(tǒng)的

34、力學(xué)性質(zhì)可以用壓強(qiáng)、電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等來(lái)描述，B對(duì)；描述氣體的性質(zhì)可用溫度、體積、壓強(qiáng)等參量，C對(duì)；溫度是用來(lái)描述物體冷熱程度的物理量，可以描述系統(tǒng)的熱學(xué)性質(zhì)，D對(duì)。2 .當(dāng)甲、乙兩物體相互接觸后，熱量從甲物體流向乙物體，這樣的情況表示甲物體具 有（）A.較高的熱量B.較大的比熱容C.較大的密度D.較高的溫度解析：選D熱量總是從高溫物體傳到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部 分，因此決定熱量傳播的決定因素是溫度，A、B、C各選項(xiàng)所提到的條件均與此無(wú)關(guān)，故D項(xiàng)正確。3 .（多選）下列說(shuō)法正確的是（）A.用溫度計(jì)測(cè)量溫度是根據(jù)熱平衡的原理B.溫度相同的棉花和石頭相接觸，需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才

35、能達(dá)到熱平衡C.若a與b、c分別達(dá)到熱平衡，則 b、c之間也達(dá)到了熱平衡D.兩物體溫度相同，可以說(shuō)兩物體達(dá)到熱平衡解析：選ACD 當(dāng)溫度計(jì)的液泡與被測(cè)物體緊密接觸時(shí)，如果兩者的溫度有差異，它 們之間就會(huì)發(fā)生熱交換，高溫物體將向低溫物體傳熱，最終使二者的溫度達(dá)到相等，即達(dá) 到熱平衡。A、D對(duì)；溫度相同，不會(huì)進(jìn)行熱傳遞，B錯(cuò)；若a與仄c分別達(dá)到熱平衡，三者溫度就相等了，所以 b、c之間也達(dá)到了熱平衡，C對(duì)。4 .（多選）下列說(shuō)法中正確的有（）A.處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化B.達(dá)到熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)分開(kāi)后，再接觸時(shí)有可能發(fā)生新的變化C.兩個(gè)未接觸的系統(tǒng)不可能處于熱平衡D.處于熱平衡的幾個(gè)系統(tǒng)的溫度一定相等解析：選AD 根據(jù)熱平衡的定義，兩個(gè)處于熱平衡的系統(tǒng)，無(wú)論分開(kāi)，還是再接觸， 系統(tǒng)的狀態(tài)參量都不再發(fā)生變化，故A正確、B錯(cuò)誤；一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)一定都具有相同的溫度，兩個(gè)未接觸的系統(tǒng)也可能處于熱平衡，故C錯(cuò)誤、D正確。5 .有關(guān)溫標(biāo)的說(shuō)法正確的是（）A.溫標(biāo)不同，測(cè)量時(shí)得到同一系統(tǒng)的溫度數(shù)值可能是不同的B.不同溫標(biāo)表示的溫度數(shù)值不同，則說(shuō)明溫度不同C.溫標(biāo)的規(guī)定都是人為的，沒(méi)有什么理論依據(jù)D.熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)是兩種不同的溫度表示方法，表示的溫度數(shù)值沒(méi)有關(guān)系解析：選A 溫標(biāo)不同，測(cè)量同一系統(tǒng)的溫度數(shù)值一般不同，A正確，B錯(cuò)誤；每一種溫