3宏觀過程的方向性學習目標1.了解熱傳遞、擴散現(xiàn)象、機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化等過程的方向性.2.知道具有方向性的過程稱為不可逆過程一、熱傳遞的方向性在無外界影響的情況下，熱量只能從高溫物體傳向低溫物體，要使熱量從低溫物體傳向高溫物體，外界必須對物體做功，即熱傳遞具有方向性二、擴散現(xiàn)象的方向性事實表明大量分子從某一位置擴散到其他空間，在沒有其他影響時，不可能再全部回到原位置，即擴散現(xiàn)象具有方向性三、機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性1物體的內(nèi)能不會自發(fā)地轉(zhuǎn)化為物體的動能，即機械能與內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化存在方向性2熱機的效率1(Q1表示熱機從高溫熱源吸收的熱量，Q2表示向低溫熱源放出的熱量，W表示對外做功)四、其他過程的方向性1燃燒現(xiàn)象、爆炸現(xiàn)象也具有方向性2在事件發(fā)生時，只沿某個方向發(fā)生，而不可能在沒有外界影響(或不產(chǎn)生其他影響)的情況下沿相反方向發(fā)生的過程稱為不可逆過程即學即用1判斷下列說法的正誤(1)一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的()(2)熱量不會從低溫物體傳給高溫物體()(3)機械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能()(4)內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為機械能()2熱量總是自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，這說明熱傳遞過程具有_答案方向性一、熱傳遞的方向性導(dǎo)學探究1兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量會自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體，使高溫物體的溫度升高，低溫物體的溫度降低嗎？答案不會2熱傳遞的方向性能否簡單理解為“熱量不會從低溫物體傳給高溫物體”？答案不能兩個溫度不同的物體相互接觸時，熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，使高溫物體的溫度降低，低溫物體的溫度升高，這個過程是自發(fā)進行的，不需要任何外界的影響或者幫助，有時我們也能實現(xiàn)熱量從低溫物體傳給高溫物體，如電冰箱，但這不是自發(fā)地進行的，需要消耗電能知識深化1“自發(fā)地”過程就是不受外界干擾進行的自然過程2要將熱量從低溫物體傳向高溫物體，必須有“外界的影響或幫助”，就是要有外界對其做功才能完成，例如電冰箱例1(多選)關(guān)于空調(diào)機，下列說法正確的是()A制冷空調(diào)機工作時，熱量從低溫物體傳到高溫物體B制暖空調(diào)機工作時，熱量從高溫物體傳到低溫物體C冷暖空調(diào)機工作時，熱量既可以從低溫物體傳到高溫物體，也可以從高溫物體傳到低溫物體D冷暖空調(diào)機工作時，熱量只能從高溫物體傳到低溫物體答案ABC解析空調(diào)機工作時，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，因為這里有外界做功二、擴散現(xiàn)象的方向性導(dǎo)學探究一滴黑墨水滴進一杯清水中，不久整杯水都均勻地變黑了，有沒有這樣的“逆過程”：這杯均勻黑水中的小炭粒又自發(fā)地聚集在一起，成為一滴黑墨水，而其余部分又變成清水？答案沒有知識深化1兩種不同的氣體可以自發(fā)地進入對方，最后成為一種均勻的混合氣體相反，一種均勻的混合氣體絕不會自發(fā)地分開成為兩種氣體2氣體的自由膨脹也是一種擴散現(xiàn)象，具有方向性例2下列所述過程中，可能發(fā)生的是()A打開一高壓密閉容器，其內(nèi)氣體自發(fā)溢出后，又自發(fā)聚集進去，恢復(fù)原狀B利用其他手段，使低溫物體溫度更低，高溫物體的溫度更高C將水和酒精混合，然后它們又自動地各自分開D被工廠廢水污染的湖水，廢水自發(fā)的聚集到一處答案B解析A、C、D中的過程都是擴散現(xiàn)象，擴散現(xiàn)象具有方向性，所以逆過程不可能自發(fā)完成，故A、C、D錯誤熱量不可能從低溫物體自發(fā)地傳遞給高溫物體，而不引起其他的變化，但通過一些其他手段可以實現(xiàn)，故B正確三、機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性及其他過程的方向性導(dǎo)學探究在平地上滾動的足球克服摩擦力做功，其動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，最終停了下來，同時足球、地面及周圍空氣的溫度略有上升會不會有這樣的現(xiàn)象：靜止的足球和地面、周圍的空氣自發(fā)地降低溫度釋放內(nèi)能，并將釋放出的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為動能，讓足球又滾動起來？答案不會知識深化1機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性(1)機械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程是可以自發(fā)進行的，而內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能的過程，是不能自發(fā)進行的，要將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能，必然會引起其他影響(2)熱機的效率不可能達到100%.2其他過程的方向性(1)燃燒過程具有方向性(2)爆炸過程具有方向性例3(多選)用兩種不同的金屬絲組成一個回路，接觸點1插在熱水中，接觸點2插在冷水中，如圖1所示，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象關(guān)于這一現(xiàn)象的正確說法是()圖1A這一實驗過程不違反能量守恒定律B在實驗過程中，熱水一定降溫，冷水一定升溫C在實驗過程中，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在實驗過程中，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)能答案AB解析整個過程中能量守恒且熱現(xiàn)象有方向性，A、B正確；在絕熱過程中，熱水中的內(nèi)能除轉(zhuǎn)化為電能外，還升高金屬絲的溫度，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錯誤1(熱傳遞的方向性)(多選)關(guān)于熱傳遞的方向性，下列說法正確的是()A熱量能自發(fā)地由高溫物體傳給低溫物體B熱量能自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體C在一定條件下，熱量也可以從低溫物體傳給高溫物體D熱量不可能從低溫物體傳給高溫物體答案AC解析在有外力做功的情況下，熱量可以從低溫物體傳給高溫物體，但熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體2(擴散現(xiàn)象的方向性)用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定質(zhì)量的理想氣體，B為真空(如圖2甲所示)現(xiàn)把隔板抽出一部分，A中的氣體自動充滿整個容器(如圖乙所示)，這個過程稱為氣體的自由膨脹，下列說法正確的是()圖2A自由膨脹過程中，氣體分子只做定向運動B自由膨脹前后，氣體的壓強不變C自由膨脹前后，氣體的溫度不變D容器中的氣體在足夠長的時間內(nèi)，能全部自動回到A部分答案C解析隔板抽出一部分后，氣體分子做無規(guī)則熱運動，故A錯；因容器絕熱故Q0.又因氣體自由膨脹故W0，由熱力學第一定律UWQ可知U0，則氣體溫度不變，C正確；由pV常量可知p減小，故B錯；由擴散現(xiàn)象的方向性知，氣體在足夠長的時間內(nèi)不會全部自動回到A部分，故D錯3(機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性)我們絕不會看到一個放在水平地面上的物體，靠降低溫度就可以把內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為動能，使這個物體運動起來其原因是()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)化成機械能，只有機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能C機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能是有條件的D以上說法均不正確答案C解析內(nèi)能可以向機械能轉(zhuǎn)化，但必須通過做功來實現(xiàn)一、選擇題1(多選)下列哪個過程具有方向性()A熱傳導(dǎo)過程B機械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程C氣體的擴散過程D氣體向真空中的膨脹答案ABCD解析這四個過程都是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程，它們都具有方向性2以下說法正確的是()A熱量不僅可以從高溫物體傳到低溫物體，也可自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體B空調(diào)等設(shè)備就是利用了熱傳遞的方向性C無論采用什么方法，都不可能把熱量從低溫物體傳遞給高溫物體D熱量能自發(fā)地傳遞的條件是必須存在溫度差答案D解析熱傳遞具有方向性，熱量可以自發(fā)地由高溫物體傳到低溫物體，也可以從低溫物體傳到高溫物體，但不能自發(fā)地進行，故A錯；空調(diào)等設(shè)備可以將熱量由低溫物體傳到高溫物體，但消耗了電能，故B、C錯3關(guān)于熱學現(xiàn)象和熱學規(guī)律，下列說法中正確的是()A將地球上所有海水的溫度降低0.2，以放出大量的內(nèi)能供人類使用B布朗運動是液體分子的運動，它說明液體分子永不停息的做無規(guī)則運動C打開一高壓密閉容器，氣體自發(fā)溢出后又自發(fā)回去，恢復(fù)原狀D熱傳遞具有方向性答案D解析自然界一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，A、C錯誤；布朗運動不是液體分子的運動，而是固體顆粒的運動，B錯誤4汽車關(guān)閉發(fā)動機后，沿斜面勻速下滑的過程中()A汽車的機械能守恒B汽車的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化C汽車的機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，汽車的總能量減少D汽車的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，汽車的總能量守恒答案C解析汽車能勻速下滑，一定受阻力作用，克服阻力做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，一部分內(nèi)能散發(fā)出去，汽車的總能量減少5(多選)下列過程中，可能實現(xiàn)的是()A將海水溫度自動下降時釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能B利用海洋不同深度的海水溫度不同來制造一種機器，把海水的內(nèi)能變?yōu)闄C械能C在粗糙水平面上運動的物體，它的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體溫度升高D靜止在光滑水平面上的物體，溫度降低時釋放的內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為物體的動能，使物體運動起來答案BC二、非選擇題6下列所述過程是可逆的，還是不可逆的？(1)汽缸與活塞組合中裝有氣體，當活塞上沒有外加壓力，活塞與汽缸間沒有摩擦，使氣體自由膨脹時(2)上述裝置，當活塞上沒有外加壓力，活塞與汽缸間摩擦很大，使氣體緩慢地膨脹時(3)在一絕熱容器內(nèi)，不同溫度的氦氣進行混合(4)在一絕熱容器內(nèi)盛有液體，不停地攪動它，使它的溫度升高(5)一導(dǎo)熱的容器內(nèi)盛有液體，容器放在一恒溫的大水池內(nèi)，不停地攪動液體，可保持溫度不變(6)在一絕熱容器內(nèi)，不同溫度的同種液體進行混合答案見解析解析(1)發(fā)生自由膨脹，則是不可逆過程(2)有摩擦發(fā)生，也是不可逆過程(3)有一定溫度差的熱傳遞是不可逆過程(4)這是由功變?yōu)闊?，是不可逆過程(5)此過程中既有“功變熱”又有“熱傳遞”，是不可逆過程(6)有一定溫度差的熱傳遞是不可逆過程