第3、4節(jié)　熱力學(xué)第二定律　熵-系統(tǒng)無(wú)序程度的量度　

第3、4節(jié)熱力學(xué)第二定律熵——系統(tǒng)無(wú)序程度的量度核心素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)物理觀念(1)了解熱力學(xué)第二定律的內(nèi)涵。(2)知道自然界宏觀過(guò)程的方向性。(3)了解熵的概念和熵增加原理。(4)了解能量與能源的區(qū)別以及能源的有限性?？茖W(xué)思維(1)知道與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程的方向性。(2)能用熱力學(xué)第二定律解釋常見(jiàn)的不可逆過(guò)程。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任能依據(jù)道德規(guī)范評(píng)價(jià)物理技術(shù)的應(yīng)用，具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。一、可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程1．可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程(1)可逆過(guò)程：一個(gè)系統(tǒng)由某一狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過(guò)某一過(guò)程到達(dá)另一狀態(tài)，如果存在另一過(guò)程，它能使______和_____完全復(fù)原，即系統(tǒng)回到原來(lái)的狀態(tài)，同時(shí)消除原來(lái)過(guò)程對(duì)外界的一切影響，則________過(guò)程稱為可逆過(guò)程。(2)不可逆過(guò)程：如果用任何方法都不能使______與_____完全復(fù)原，則原來(lái)的過(guò)程稱為不可逆過(guò)程。系統(tǒng)外界原來(lái)的系統(tǒng)外界2．熱傳導(dǎo)的方向性(1)熱量可以自發(fā)地由____物體傳給____物體，或者由物體的____部分傳給____部分。(2)熱量不能自發(fā)地由____物體傳給____物體，或者由物體的____部分傳給____部分。(3)熱傳遞是________過(guò)程，具有_______。3．功和熱相互轉(zhuǎn)化的方向性(1)功轉(zhuǎn)化為熱這一熱現(xiàn)象是________的，具有________。(2)熱轉(zhuǎn)化為功這一熱現(xiàn)象也是________的，具有________。4．結(jié)論：凡是與________有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有_______。高溫低溫高溫低溫低溫高溫低溫高溫不可逆方向性不可逆方向性不可逆方向性熱現(xiàn)象方向性二、熱力學(xué)第二定律及第二類永動(dòng)機(jī)1．克勞修斯表述：不可能使熱量從__________傳向________而不引起其他變化。(說(shuō)明熱傳導(dǎo)的方向性)2．開(kāi)爾文表述：不可能從_________吸取熱量，使之完全用來(lái)______而不引起其他變化。(說(shuō)明機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性)3．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成(1)第二類永動(dòng)機(jī)是指人們?cè)O(shè)想的從單一熱源吸取______并使之完全轉(zhuǎn)化為功而不引起其他變化的機(jī)器。(2)熱力學(xué)第二定律也可以表述為：第二類永動(dòng)機(jī)是________實(shí)現(xiàn)的。低溫物體高溫物體單一熱源做功熱量不可能三、熵和熵增加原理1．有序和無(wú)序：一個(gè)系統(tǒng)的個(gè)體按確定的____________，有順序地排列即有序；對(duì)個(gè)體的分布沒(méi)有確定的要求，“怎樣分布都可以”即無(wú)序。2．熱力學(xué)第二定律的微觀本質(zhì)：與熱現(xiàn)象有關(guān)的自然發(fā)生的宏觀過(guò)程總是沿著大量分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序程度______的方向進(jìn)行。3．熵：用來(lái)量度系統(tǒng)____________的物理量。4．熵增加原理：在孤立系統(tǒng)中的宏觀過(guò)程必然朝著________的方向進(jìn)行。5．熵與能量退降：在熵增加的同時(shí)，一切不可逆過(guò)程總是使得能量從_______狀態(tài)轉(zhuǎn)化為_(kāi)___________狀態(tài)，即能量的品質(zhì)退化了。某種規(guī)則增大無(wú)序程度熵增加可利用不可利用1.

若室內(nèi)的溫度恒定，一杯熱水靜置一段時(shí)間后就會(huì)變成一杯常溫的水，但一杯常溫的水不會(huì)自行變成一杯熱水。下落的石頭因?yàn)榕c空氣摩擦而變熱，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，但石頭不能把內(nèi)能自動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使自己重新飛上天去。請(qǐng)對(duì)以下說(shuō)法作出判斷：(1)熱量可以自發(fā)地由高溫物體傳遞到低溫物體。

()(2)熱量不可能由低溫物體傳遞到高溫物體。

()(3)能量傳遞自發(fā)進(jìn)行是有方向性的。

()√×√2.

“水往上流”是某地區(qū)的一個(gè)景點(diǎn)，潺潺水流順著水溝由低處蜿蜒往高處流去，令人嘖嘖稱奇。這是為什么？水真的可以自發(fā)地向高處流去嗎？違背了什么定律？提示：不可以，違背了熱力學(xué)第二定律?！八狭鳌逼鋵?shí)是因?yàn)檫@里兩旁的景物傾斜度大于路面，故而造成水往上流的錯(cuò)覺(jué)。3．成語(yǔ)“覆水難收”指的是一盆水潑出去后是不可能再倒回盆中的，請(qǐng)從不同宏觀態(tài)所對(duì)應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目不同這個(gè)角度，解釋為什么水不會(huì)自發(fā)地聚到盆中。提示：由于盆的形狀確定，水在盆中所處的宏觀態(tài)對(duì)應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目少，較為有序。當(dāng)把水潑出后，它的形狀不受盆的限制，各種可能的形狀都有，此時(shí)所處的宏觀態(tài)對(duì)應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目將變得非常多，較為無(wú)序。因?yàn)樽园l(fā)的宏觀過(guò)程總是從有序向無(wú)序發(fā)展，所以水不會(huì)自發(fā)地聚到盆中。新知學(xué)習(xí)(一)|對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解及應(yīng)用[任務(wù)驅(qū)動(dòng)]如圖是熱量在傳遞過(guò)程中的情景。討論：(1)在自然過(guò)程中熱量是如何傳遞的？提示：熱量由溫度高的物體傳遞給溫度低的物體，或由溫度高的地方傳遞到溫度低的地方。(2)空調(diào)和冰箱是如何傳遞熱量的？提示：空調(diào)和冰箱可以通過(guò)電機(jī)做功，把熱量從溫度比較低的房間內(nèi)或冰箱內(nèi)傳遞到房間外或冰箱外。

[重點(diǎn)釋解]1．對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解(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。在傳熱過(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”的含義是發(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，以及熱量從低溫?zé)釒?kù)傳到高溫?zé)釒?kù)以外，過(guò)程中所產(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。2．熱力學(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。4．熱力學(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。[典例體驗(yàn)][典例]

(多選)下列現(xiàn)象不可能發(fā)生的是

(

)A．在一與外界絕熱的房間內(nèi)，將一臺(tái)正在工作的電冰箱的門打開(kāi)，能使該房間降溫B．蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．一個(gè)在粗糙的水平地面上運(yùn)動(dòng)的物體最終要停下來(lái)，物體的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．在熱傳導(dǎo)中，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體[解析]

在一與外界絕熱的房間內(nèi)，將一臺(tái)正在工作的電冰箱的門打開(kāi)，消耗了電能，產(chǎn)生了焦耳熱，所以房間溫度不僅不能降低還會(huì)升高，故A不可能發(fā)生；蒸汽機(jī)不可能把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，轉(zhuǎn)化過(guò)程中必然存在能量耗散，故B不可能發(fā)生；一個(gè)在粗糙的水平地面上運(yùn)動(dòng)的物體最終要停下來(lái)，物體的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，C可能發(fā)生；在熱傳導(dǎo)中，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，D可能發(fā)生。[答案]

AB/易錯(cuò)警示/對(duì)熱力學(xué)第二定律理解的兩個(gè)誤區(qū)(1)誤認(rèn)為熱量只能由高溫物體傳到低溫物體，不能由低溫物體傳到高溫物體。熱量可以由高溫物體傳到低溫物體，也可以由低溫物體傳到高溫物體；但是，前者可以自發(fā)完成，而后者則必須有外界參與。(2)誤認(rèn)為機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；但是，前者可以不產(chǎn)生其他影響，而后者一定會(huì)產(chǎn)生其他影響。[針對(duì)訓(xùn)練]1．下列哪一個(gè)過(guò)程具有方向性

(

)①熱傳導(dǎo)過(guò)程②機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程③氣體的擴(kuò)散過(guò)程④氣體向真空中的膨脹過(guò)程A．①②

B．②③C．①②③ D．①②③④解析：這四個(gè)過(guò)程都是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程，根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，它們都是不可逆的，具有方向性，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。答案：D

2.

(多選)用兩種不同材料的金屬絲組成一個(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。關(guān)于這一現(xiàn)象的正確說(shuō)法是

(

)A．這一實(shí)驗(yàn)不違背熱力學(xué)第二定律B．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，熱水溫度降低，冷水溫度升高C．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，熱水的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成電能，電能則部分轉(zhuǎn)化成冷水的內(nèi)能D．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，熱水的內(nèi)能只有部分轉(zhuǎn)化成電能，電能則全部轉(zhuǎn)化成冷水的內(nèi)能解析：自然界中的任何自然現(xiàn)象或過(guò)程都不違反熱力學(xué)第二定律，本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不違反熱力學(xué)第二定律，A正確；整個(gè)過(guò)程中能量守恒且傳熱有方向性，B正確；在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，熱水中的內(nèi)能除轉(zhuǎn)化為電能外，還升高了金屬絲的溫度，內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為電能；電能除轉(zhuǎn)化為冷水的內(nèi)能外，還升高了金屬絲的溫度，電能不能全部轉(zhuǎn)化為冷水的內(nèi)能，C、D錯(cuò)誤。答案：AB

新知學(xué)習(xí)(二)|熱機(jī)和第二類永動(dòng)機(jī)[任務(wù)驅(qū)動(dòng)]

如圖所示是制冷機(jī)和熱機(jī)的工作過(guò)程示意圖，請(qǐng)?jiān)趫D片基礎(chǔ)上思考以下問(wèn)題：(1)制冷機(jī)工作時(shí)熱量是自發(fā)地從低溫?zé)釒?kù)傳到高溫?zé)釒?kù)嗎？提示：不是。熱量從低溫?zé)釒?kù)傳到高溫?zé)釒?kù)時(shí)需要有外界做功。(2)熱機(jī)工作時(shí)是否將從高溫?zé)釒?kù)吸收的熱量全部用來(lái)做功？提示：否。熱機(jī)工作時(shí)只將從高溫?zé)釒?kù)吸收熱量的一部分用來(lái)做功，剩余的釋放到低溫?zé)釒?kù)。

[重點(diǎn)釋解]1．熱機(jī)的特點(diǎn)(1)熱機(jī)不僅僅只有一個(gè)熱庫(kù)。(2)熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%。2．第二類永動(dòng)機(jī)不能制成的原因：違反了熱力學(xué)第二定律(不違反能量守恒定律)。3．第二類永動(dòng)機(jī)不能制成的意義(1)機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。(2)機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性。(3)兩類永動(dòng)機(jī)的比較第一類永動(dòng)機(jī)：不消耗任何能量，可以不斷做功(或只給予很小的能量啟動(dòng)后，可以永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去)。第二類永動(dòng)機(jī)：將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其他變化(或只有一個(gè)熱源，實(shí)現(xiàn)內(nèi)能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化)。[典例體驗(yàn)][典例]電能被廣泛應(yīng)用在動(dòng)力、照明、化學(xué)、紡織、通信、廣播等各個(gè)領(lǐng)域，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展、人民經(jīng)濟(jì)飛躍的主要?jiǎng)恿?。如圖所示為火電站電能產(chǎn)生與使用過(guò)程中各階段的能量轉(zhuǎn)化效率，已知1kg標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量約為2.93×107J。則

(

)A．發(fā)電站的發(fā)電效率約為40%B．提高輸送電壓可以提高發(fā)電站的發(fā)電效率C．1kg標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒能輸送到用戶端的電能約為9.4×106JD．用戶端消耗1kW·h的電能，發(fā)電站需要燒0.5kg的標(biāo)準(zhǔn)煤[針對(duì)訓(xùn)練]1．(多選)關(guān)于熱機(jī)的效率，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．有可能達(dá)到80%

B．有可能達(dá)到100%C．有可能超過(guò)80% D．一定能達(dá)到100%解析：根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱機(jī)效率永遠(yuǎn)也達(dá)不到100%。答案：AC

2．在熱學(xué)中，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．第一類永動(dòng)機(jī)不可制成是由于它違背了能量守恒定律B．第二類永動(dòng)機(jī)不可制成是由于它違背了能量守恒定律C．熱力學(xué)第二定律告訴我們機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．熱量只能從高溫物體傳向低溫物體，而不能從低溫物體傳向高溫物體解析：不消耗能量而不斷對(duì)外做功的第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的，因?yàn)樗`背了能量守恒定律，故A正確；從單一熱庫(kù)吸收熱量而對(duì)外做功的第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律，故B錯(cuò)誤；熱力學(xué)第二定律告訴我們機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能在“一定的條件下”也能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯(cuò)誤；熱量能從高溫物體傳向低溫物體，在“一定的條件下”也能從低溫物體傳向高溫物體，故D錯(cuò)誤。答案：A

新知學(xué)習(xí)(三)|熵與熵增加原理[重點(diǎn)釋解]1．宏觀態(tài)與微觀態(tài)系統(tǒng)的宏觀狀態(tài)即為宏觀態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)個(gè)體的不同分布狀態(tài)即為微觀態(tài)。2．有序與無(wú)序一個(gè)系統(tǒng)的個(gè)體按確定的規(guī)則，有順序地排列即為有序；個(gè)體分布沒(méi)有確定的要求，“怎么分布都可以”，即為無(wú)序。3．熵和熵增加原理(1)熵的定義：表達(dá)一個(gè)系統(tǒng)的無(wú)序程度的物理量。(2)熵增加原理：在自發(fā)過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的熵值總是不減少的。4．熵和熵增加原理的理解(1)熵是反映系統(tǒng)無(wú)序程度的物理量，正如溫度反映物體內(nèi)分子平均動(dòng)能大小一樣。系統(tǒng)越混亂，無(wú)序程度越大，就稱這個(gè)系統(tǒng)的熵越大。(2)系統(tǒng)自發(fā)變化時(shí)，總是向著無(wú)序程度增加的方向發(fā)展，至少無(wú)序程度不會(huì)減少。也就是說(shuō)，系統(tǒng)自發(fā)變化時(shí)，總是由熱力學(xué)概率小的狀態(tài)向熱力學(xué)概率大的狀態(tài)進(jìn)行。從熵的意義上來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)自發(fā)變化時(shí)，總是向著熵增加的方向發(fā)展，不會(huì)使熵減小。(3)任何宏觀物質(zhì)系統(tǒng)都有一定量的熵，熵也可以在系統(tǒng)的變化過(guò)程中產(chǎn)生或傳遞。[典例體驗(yàn)][典例]

(多選)下面關(guān)于熱力學(xué)第二定律微觀意義的說(shuō)法正確的是

(

)A．從微觀的角度看，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律B．一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性減小的方向進(jìn)行C．有的自然過(guò)程沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性增大的方向進(jìn)行，有的自然過(guò)程沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性減小的方向進(jìn)行D．在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減小[解析]

從熱力學(xué)第二定律的微觀本質(zhì)看，一切不可逆過(guò)程總是沿著大量分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序程度增大的方向進(jìn)行，我們知道熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，故A正確，B、C錯(cuò)誤；任何自然過(guò)程總是朝著無(wú)序程度增大的方向進(jìn)行，也就是朝著熵增加的方向進(jìn)行，故D正確。[答案]

AD/方法技巧/有序及無(wú)序過(guò)程的判斷(1)解此類題目要理解好有序和無(wú)序，確定某種規(guī)則，符合這個(gè)規(guī)則的就是有序的，不符合這個(gè)規(guī)則和要求的分布是無(wú)序的。(2)無(wú)序意味著各處平均沒(méi)有差別；而有序則相反，是按照某種規(guī)則排列的，有序與無(wú)序是相對(duì)的。[針對(duì)訓(xùn)練]1．(多選)關(guān)于有序和無(wú)序、宏觀態(tài)和微觀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．有序和無(wú)序是絕對(duì)的B．一個(gè)“宏觀態(tài)”可能對(duì)應(yīng)著許多的“微觀態(tài)”C．一個(gè)“宏觀態(tài)”只能對(duì)應(yīng)著唯一的“微觀態(tài)”D．無(wú)序意味著各處一樣、平均、沒(méi)有差別解析：無(wú)序是各處都一樣、平均、沒(méi)有差別，故D項(xiàng)正確；有序和無(wú)序是相對(duì)的，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；一個(gè)“宏觀態(tài)”可能對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)“微觀態(tài)”，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：BD

2．下列關(guān)于熵的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是

(

)A．熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序性的量度B．在自然過(guò)程中一個(gè)孤立系統(tǒng)的熵總是增加或不變的C．熱力學(xué)第二定律也叫作熵減小原理D．熵值越大代表越無(wú)序解析：一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行，這就是熱力學(xué)第二定律的微觀意義。系統(tǒng)的熱力學(xué)過(guò)程就是大量分子向無(wú)序程度大的狀態(tài)變化的過(guò)程。自然過(guò)程的方向性可以表述為：在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的熵值不會(huì)減小，因此熱力學(xué)第二定律又稱為熵增加原理。因此A、B、D正確，C錯(cuò)誤。答案：C

一、好素材分享——看其他教材如何落實(shí)核心素養(yǎng)

物理觀念——熱力學(xué)第二定律實(shí)例分析1．(選自人教版新教材課后練習(xí))以下哪些現(xiàn)象能夠發(fā)生、哪些不能發(fā)生？能夠發(fā)生的現(xiàn)象是否違背熱力學(xué)第二定律？(1)一杯熱茶自然放置，茶會(huì)自動(dòng)變得更熱。(2)蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。(3)桶中混濁的泥水在靜置一段時(shí)間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動(dòng)分離。(4)電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體。提示：(1)不能發(fā)生。因?yàn)闊醾鬟f具有方向性。(2)不能發(fā)生。因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化具有方向性。(3)能發(fā)生。不違背熱力學(xué)第二定律。(4)能發(fā)生。該過(guò)程是通過(guò)壓縮機(jī)做功實(shí)現(xiàn)熱量從低溫物體傳到高溫物體，不違背熱力學(xué)第二定律。

科學(xué)思維——熱機(jī)及其效率2．(選自滬科版新教材課后練習(xí))設(shè)一臺(tái)蒸汽機(jī)中，1kg煤完全燃燒后，產(chǎn)生2.9×107J的熱量，其分配情況如下：鍋爐損失5.9×106J，傳送蒸汽損失1.2×106J，蒸汽冷凝損失4.0×106J，廢氣帶走損失1.4×107J，機(jī)械磨損損失0.7×106J。試畫出其能流圖。這臺(tái)蒸汽機(jī)輸出的機(jī)械能是多少？熱機(jī)的效率是多少？二、新題目精選——品立意深處所蘊(yùn)含的核心價(jià)值1.17世紀(jì)70年代，英國(guó)賽斯特城的主教約翰·維爾金斯設(shè)計(jì)了一種磁力“永動(dòng)機(jī)”，其結(jié)構(gòu)如圖所示，在斜面頂端放一塊強(qiáng)磁鐵M，斜面上、下端各有一個(gè)小孔P、Q，斜面下有一個(gè)連接兩小孔的彎曲軌道。維爾金斯認(rèn)為：如果在斜坡底放一個(gè)鐵球，那么在磁鐵的引力作用下，鐵球會(huì)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到P孔時(shí)，它會(huì)漏下，再沿著彎曲軌道返回到Q，由于這時(shí)球具有速度所以可以對(duì)外做功，然后鐵球又被磁鐵吸引回到上端，到P處又漏下……對(duì)于這個(gè)設(shè)計(jì)，下列判斷正確的是

(

)A．滿足能量守恒定律，所以可行B．不滿足熱力學(xué)第二定律，所以不可行C．不滿足機(jī)械能守恒定律，所以不可行D．不滿足能量守恒定律，所以不可行解析：該裝置可以持續(xù)不斷的對(duì)外做功，違背了能量守恒定律，故不可行，D正確。答案：D

2.(多選)如圖為電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

(

)A．熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B．電冰箱消耗電能，其制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)