题目
一个人精确地计算了他一天当中做功所需付出的能量,包括工作、学习、运动、散步、读报、看电视,甚至做梦等,共12800kJ。所以他认为每天所需摄取的能量总值就是12800kJ。这个结论是否正确?()A. 违背热力学第一定律B. 以上都不对C. 正确D. 违背热力学第二定律E. 违背热力学第一、二定律
一个人精确地计算了他一天当中做功所需付出的能量,包括工作、学习、运动、散步、读报、看电视,甚至做梦等,共12800kJ。所以他认为每天所需摄取的能量总值就是12800kJ。这个结论是否正确?()
A. 违背热力学第一定律
B. 以上都不对
C. 正确
D. 违背热力学第二定律
E. 违背热力学第一、二定律
题目解答
答案
D. 违背热力学第二定律
解析
本题考查热力学第一定律和热力学第二定律的理解与应用,解题的关键在于明确这两个定律的内容,并分析人体能量摄取和做功过程与这两个定律的关系。
热力学第一定律
热力学第一定律即能量守恒定律,其表达式为$\Delta U = Q+W$,其中$\Delta U$是系统内能的变化,$Q$是系统吸收的热量,$W$是外界对系统做的功。在人体这个系统中,人摄取的能量相当于系统吸收的热量$Q$,人对外做功相当于系统对外做功$W$,人体内能的变化为$\Delta U$。从能量守恒的角度来看,人摄取的能量一部分用于对外做功,一部分用于维持人体的各种生理活动(如新陈代谢等),使得人体内能发生变化。所以仅从能量守恒的角度,不能直接得出人每天所需摄取的能量总值就等于一天当中做功所需付出的能量,因为还存在维持人体生理活动的能量消耗,但这并不违背热力学第一定律。
热力学第二定律
热力学第二定律有多种表述,其中一种常见的表述是:不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。在人体中,人摄取的食物作为单一热源,人在做功的过程中,虽然可以将摄取的能量转化为对外做功的能量,但同时必然会产生其他影响,比如人体会发热,这就是产生的其他影响。而题目中认为每天所需摄取的能量总值就等于一天当中做功所需付出的能量,这意味着可以从食物这个单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响,这显然违背了热力学第二定律。