學年高中物理第十章熱力學定律第節(jié)熱力學第二定律微觀解釋能源和可持續(xù)發(fā)展課后課時精練新人教版選修

1、學年高中物理第十章熱力學定律第節(jié)熱力學第二定律的微觀講解能源和可連續(xù)發(fā)展課后課時精練新人教版選修學年高中物理第十章熱力學定律第節(jié)熱力學第二定律的微觀講解能源和可連續(xù)發(fā)展課后課時精練新人教版選修PAGE學年高中物理第十章熱力學定律第節(jié)熱力學第二定律的微觀講解能源和可連續(xù)發(fā)展課后課時精練新人教版選修第5、6節(jié)熱力學第二定律的微觀講解能源和可連續(xù)發(fā)展對點訓練考點1對有序和無序、宏觀態(tài)和微觀態(tài)的理解1(多項選擇)以下過程中不能夠逆的是()A錘子打鐵，鐵發(fā)熱B傳熱的容器內盛有液體，容器放在恒溫的大水池內，不停地攪動液體，可保持溫度不變C在一絕熱容器內，不一樣樣溫度的液體混雜D在一絕熱容器內，不一樣樣溫度

2、的氦氣進行混雜答案ABCD剖析功變熱是不能夠逆過程，故A切合題意。B中過程既有功變熱，又有熱傳導，是不能夠逆過程，故B切合題意。C中液體擴散是不能夠逆過程，故C切合題意。D中擁有必定溫度的熱傳導也是不能夠逆的，故D也切合題意。2以以下列圖，氣體自由膨脹的不能夠逆性能夠用概率來說明，a、b、c三個分子在A、B兩室的分配情況以下表：A室abcabbcaccab0B室0cababbccaabc則：(1)a分子出現(xiàn)在A室的概率為_。(2)a、b、c三分子所有回到A室的概率為_。(3)若有N個分子，則N個分子所有自動回到A室的概率為_。答案(1)eqf(1,2)(2)eqf(1,8)(3)eqf(1,2

3、N)剖析a分子在自由運動后，在A室、B室的概率分別為eqf(1,2)，b分子在A室、B室的概率分別為eqf(1,2)，c分子在A室、B室的概率分別為eqf(1,2)，則a、b、c三分子都在A室的概率為eqf(1,2)eqf(1,2)eqf(1,2)eqf(1,8)。假設有N個分子，則所有在A室的概率為eqf(1,2N)?？键c2熱力學第二定律的微觀意義3.在必定速度下發(fā)生變化的孤立系統(tǒng)，其總熵的變化情況是()A不變B可能增大或減小C總是增大D總是減小答案C剖析所有孤立系統(tǒng)總向著總熵增大的方向發(fā)展。(1)由熵的定義可知，熵較大的宏觀狀態(tài)就是無序程度較大的宏觀狀態(tài)，也就是出現(xiàn)概率較大的宏觀狀態(tài)。在自

4、然過程中熵總是增加的，其原因其實不是由于有序是不能夠能的，而是由于通向無序的渠道要比通向有序的渠道多得多，把事情搞得亂糟糟的方式要比把事情做得整齊整齊的方式多得多。(2)從微觀的角度看，熱力學第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律：一個孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展，而熵值較大代表著較為無序，所以自覺的宏觀過程總是向無序程度更大的方向發(fā)展。4(多項選擇)以下關于熵的見解中正確的選項是()A熵越大，系統(tǒng)的無序程度越大B關于一個不能夠逆絕熱過程，其熵不會減小C氣體向真空中擴散時，熵值減小D自然過程中熵總是增加，由于通向無序的渠道要比通向有序的渠道多得多答案ABD剖析熵是系統(tǒng)內分子運動無序性的量度，熵越大

5、，其無序程度越大，A正確。不能夠逆絕熱過程，其宏觀態(tài)對應微觀態(tài)數(shù)目增大，其熵會增加，不會減小，B正確。氣體向真空中擴散，無序程度增大，熵值增大，C錯誤。自然過程中，無序程度較大的宏觀態(tài)出現(xiàn)概率較大，所以通向無序的渠道多，D正確。5熱力學第二定律的開爾文表述指出：內能與機械能的轉變擁有方向性。請結合熵的變化加以講解。答案見解析剖析機械運動是宏觀情況下物體在空間地址上的變化，物體運動狀態(tài)的變化圓滿依照牛頓運動定律所反響的因果關系，這是一種有序的運動。熱運動是大量分子的無規(guī)則運動，系統(tǒng)的一個宏觀狀態(tài)包含著大量的微觀狀態(tài)，這是一種無序的運動。機械運動向熱運動的轉變，屬于從有序向無序的轉變，會以致熵的增

6、加，切合熱力學規(guī)律，所以機械能能夠所有轉變?yōu)閮饶?。反之，熱運動向機械運動的轉變屬于從無序向有序的轉變，即從高熵向低熵轉變，不切合熵增加原理，所以內能向機械能的轉變不能夠所有實現(xiàn)。6成語“反叛不收”指一盆水潑出后是不能夠能再回到盆中的。請結合熵的變化講解為什么水不會自覺地聚到盆中？答案見解析剖析由于盆的形狀確定，水在盆中時，空間地址和所據(jù)有的空間體積必定，顯得“有序”“整齊”和“集中”，系統(tǒng)的熵低。當把水潑出后，它的形狀不再受盆的限制，各種可能的形狀都有，據(jù)有的空間體積和所處的地址都有多種可能。顯得“無序”“紛雜”“分別”。系統(tǒng)的熵高。水潑出的過程屬于從有序向無序的轉變過程。以致熵的增加，切合熵

7、增加原理。反之，水聚到盆中的過程，屬于從無序向有序的轉變。即從高熵向低熵轉變，不切合熵增加原理。所以水不能夠自覺地聚到盆中。考點3能源的開發(fā)和利用7.(多項選擇)關于能源的利用，以下說法中正確的選項是()A由于我國煤和石油的儲量十分豐富，所以太陽能的開發(fā)在我國其實不十分重要B能源的利用過程，實質上是能的轉變和傳達的過程C現(xiàn)在人類社會使用的能源主若是煤、石油和天然氣D煤、石油和天然氣的化學能歸根終回來自太陽能答案BCD剖析目祖先類使用的能源主要的仍是煤、石油和天然氣。燃料燃燒時，化學能轉變?yōu)閮饶埽瑑饶苡挚赊D變?yōu)闄C械能和電能。人類在生產(chǎn)和生活中需要各種形式的能，我們能夠依照需要把能源的能量轉變?yōu)楦?/p>

8、種形式的能，以供利用。所以，能源的利用過程實質上是能的轉變和傳達的過程。我國的煤和石油盡管儲量豐富，但終究有限，且利用后不能夠再生，終適用完的日子，所以開發(fā)和利用新能源，特別是核能和太陽能，是解決能源問題的出路。所以在這四個說法中，錯誤的選項是A，B、C、D正確。8關于開發(fā)能源和節(jié)約能源，你認為以下見解錯誤的選項是()A能源是有限的，無控制地利用常例能源，如石油之類，是一種盲目的短期行為B依照能量守恒定律，擔憂能源枯竭實在是一種杞人憂天的表現(xiàn)C能源的開發(fā)利用，必定同時考慮對環(huán)境的影響D利用核能是當前開發(fā)新能源的一種有效的路子答案B剖析能量誠然守恒，但在利用其過程中，其形式在不停向低質量轉變，可

9、見能源是有限的。在利用能源的同時，還應注意保持與環(huán)境的平衡，應選B。9熱現(xiàn)象過程中不能夠防備地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象。以下關于能量耗散的說法中正確的選項是()A能量耗散說明能量不守恒B能量耗散不切合熱力學第二定律C能量耗散過程中能量仍守恒，可是能量的轉變有方向性D待科技發(fā)達到必定程度時可除掉能量耗散現(xiàn)象，實現(xiàn)第二類永動機答案C剖析能量耗散仍遵守能量守恒定律，反響了自然界宏觀過程擁有方向性，無法除掉，應選C。綜合訓練10質量必定的某種物質，在壓強不變的條件下，由液態(tài)到氣態(tài)(可看作理想氣體)變化過程中溫度(T)隨加熱時間(t)變化關系以以下列圖。單位時間所吸取的熱量可看作不變。(1)(多項選擇)以下說法

10、正確的選項是_。A在區(qū)間，物質的內能不變B在區(qū)間，分子間的勢能不變C從區(qū)間到區(qū)間，物質的熵增加D在區(qū)間，物質分子的平均動能隨著時間的增加而增大(2)在區(qū)間，若將壓強不變的條件改為體積不變，則溫度高升_(填“變快”“變慢”或“快慢不變”)。請說明原因。答案(1)BCD(2)變快依照熱力學第必定律UQW和理想氣體的狀態(tài)方程eqf(pV,T)C可知，在吸取相同的熱量Q時，壓強不變的條件下，V增加，W0，U1Q|W|；體積不變的條件下，W0，U2Q；所以U1U2，體積不變的情況下溫度高升變快。剖析(1)物質的內能是分子總動能與分子總勢能之和，在區(qū)間，溫度不變，分子平均動能不變，吸取的熱量用來增加分子間

11、勢能，物質的內能增大，選項A錯誤；理想氣體分子間作用力為零，不考慮分子勢能，選項B正確；從區(qū)間到區(qū)間，分子無規(guī)則運動加劇，熵增加，選項C正確；溫度是分子平均動能的標志，選項D正確。(2)依照熱力學第必定律UQW和理想氣體的狀態(tài)方程eqf(pV,T)C可知，在吸取相同的熱量Q時，壓強不變的條件下，V增加，W0，U1Q|W|；體積不變的條件下，W0，U2Q；所以U1U2，體積不變的情況下溫度高升變快。11能源問題是當前的熱門話題，傳統(tǒng)的能源煤和石油，一方面儲量有限，有朝一日將要被開采達成，另一方面，使用過程中也帶來了污染，搜尋新的、無污染的能源是人們努力的方向，利用潮汐發(fā)電即是一例。關于潮汐，祖先說：“潮者，據(jù)朝來也；汐者，言夕至也?！比鐖D是利用潮汐發(fā)電的表示圖，左方為陸地和海灣，中間為大壩；其下有通道，水經(jīng)通道可帶動發(fā)電機，漲潮時，水進入海灣，待內外水面高度相同，堵住通道(如圖甲)；潮退至最低點時放水發(fā)電(如圖乙)；待內外水面高度相同；再堵住通道，直至下次漲潮至最高點，又放水發(fā)電(如圖丙)。設海灣面積為5.0107m2，高潮與低潮間高度差3.0m，則一天內水流的平均功率為_MW。(注：實質上由于各種損失，發(fā)電功率僅為水流的平均功率的10%25%，比方法國蘭斯河潮汐發(fā)電站水勢能釋放平均功率