高中物理粵教版3第三章熱力學(xué)基礎(chǔ) 第三章第四節(jié)熱力學(xué)第二定律

第三章熱力學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)熱力學(xué)第二定律A級(jí)抓基礎(chǔ)1．下列說(shuō)法中，正確的是()A．一切形式的能量間的相互轉(zhuǎn)化都具有方向性B．熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體C．氣體的擴(kuò)散過(guò)程具有方向性D．一切形式的能量間的相互轉(zhuǎn)化都不具有可逆性解析：熱力學(xué)第二定律反映的所有與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，A、D錯(cuò)；熱量不是不能從低溫物體傳給高溫物體，關(guān)鍵是能否還產(chǎn)生其他影響，B錯(cuò)；氣體擴(kuò)散過(guò)程具有方向性，C對(duì)．答案：C2．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：熱力學(xué)第一、第二定律是熱力學(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．答案：D3．(多選)下列關(guān)于熱機(jī)的說(shuō)法中，正確的是()A．熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置B．熱機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置C．只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷進(jìn)行革新，它可以把燃料燃燒釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．即使沒有漏氣，也沒有摩擦等能量損失，內(nèi)燃機(jī)也不可能把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能解析：由熱機(jī)的定義可知A正確，B錯(cuò)誤．內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)內(nèi)能的損失有多種途徑，所以內(nèi)燃機(jī)不可能把燃料燃燒釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D正確，C錯(cuò)誤．答案：AD4．下列說(shuō)法正確的是()A．熱力學(xué)第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性B．電流流過(guò)導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，反過(guò)來(lái)，可將內(nèi)能收集起來(lái)，再轉(zhuǎn)化成相同大小的電流C．可以做成一種熱機(jī)，由熱源吸取一定的熱量而對(duì)外做功D．冰可以熔化成水，水也可以結(jié)成冰，這個(gè)現(xiàn)象違背了熱力學(xué)第二定律解析：熱力學(xué)第二定律說(shuō)明了一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都是有方向性的，但并沒有否認(rèn)以特殊方式利用能量的可能性，故A錯(cuò)；功和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性，其逆過(guò)程是不可能自發(fā)實(shí)現(xiàn)的，故B錯(cuò)；冰熔化成水，水結(jié)成冰，伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，不是自發(fā)進(jìn)行的，沒有違背熱力學(xué)第二定律．答案：C5．下列說(shuō)法正確的是()A．對(duì)某物體做功，必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加B．第二類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來(lái)的C．電流的能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體解析：由ΔU＝W＋Q可知，A錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律，所以制造不出來(lái)，B正確；電流通過(guò)電阻做功電能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，C錯(cuò)誤；在一定條件下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，D錯(cuò)誤．答案：B6．如圖中氣缸內(nèi)盛有定量的理想氣體，氣缸壁是導(dǎo)熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與氣缸壁的接觸是光滑的，但不漏氣．現(xiàn)將活塞桿與外界連接，使其緩慢地向右移動(dòng)，這樣氣體將等溫膨脹并通過(guò)桿對(duì)外做功．若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則下列說(shuō)法正確的是()A．氣體是從單一熱源吸熱，全用來(lái)對(duì)外做功，因此此過(guò)程違反熱力學(xué)第二定律B．氣體從單一熱源吸熱，但并未全用來(lái)對(duì)外做功，所以此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律C．氣體是從單一熱源吸熱，全用來(lái)對(duì)外做功，但此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律D．以上三種說(shuō)法都不對(duì)解析：熱力學(xué)第二定律從機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性來(lái)描述是：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其他變化．本題中如果沒有外界的幫助，比如外力拉動(dòng)活塞桿使活塞向右移動(dòng)，使氣體膨脹對(duì)外做功，導(dǎo)致氣體溫度略微降低，是不可能從外界吸收熱量的，即這一過(guò)程雖然是氣體從單一熱源吸熱，全用來(lái)對(duì)外做功，但引起了其他變化，所以此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律．答案：CB級(jí)提能力7．(多選)下列關(guān)于熵的觀點(diǎn)中正確的是()A．熵越大，系統(tǒng)的無(wú)序度越大B．對(duì)于一個(gè)不可逆絕熱過(guò)程，其熵總不會(huì)減小C．氣體向真空擴(kuò)散時(shí)，熵值減小D．自然過(guò)程中熵總是增加的，是因?yàn)橥ㄏ驘o(wú)序的渠道要比通向有序的渠道多得多解析：熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序性的量度，熵越大，其無(wú)序度越大，選項(xiàng)A正確；一個(gè)不可逆絕熱過(guò)程，其宏觀狀態(tài)對(duì)應(yīng)微觀態(tài)數(shù)目增大，其熵會(huì)增加，不會(huì)減小，選項(xiàng)B正確；氣體向真空中擴(kuò)散，無(wú)序度增大，熵值增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；自然過(guò)程中，無(wú)序程度較大的宏觀態(tài)出現(xiàn)的概率大，因而通向無(wú)序的渠道多，選項(xiàng)D正確．答案：ABD8．(多選)倒一杯熱水，然后加入適當(dāng)?shù)奶呛?，糖?huì)全部溶于水中，但一段時(shí)間后又觀察到杯子底部有糖結(jié)晶，關(guān)于這個(gè)過(guò)程下列敘述正確的是()A．溶解過(guò)程是自發(fā)的，結(jié)晶過(guò)程也是自發(fā)的，因此熱力學(xué)第二定律是錯(cuò)誤的B．溶解過(guò)程是有序向無(wú)序轉(zhuǎn)變的過(guò)程C．結(jié)晶過(guò)程是有序向無(wú)序轉(zhuǎn)變的過(guò)程D．結(jié)晶過(guò)程不是自發(fā)的，因?yàn)橛型饨绲挠绊懡馕觯喝粝到y(tǒng)是封閉的，則不會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶的過(guò)程，結(jié)晶是由于水分的蒸發(fā)和溫度的降低，是外界因素的影響．答案：BD9．(多選)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，正確的說(shuō)法是()A．這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律B．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，熱水一定降溫、冷水一定升溫C．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，熱水內(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)能答案：AB10．(多選)下列宏觀過(guò)程能用熱力學(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C．冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，不會(huì)將內(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)的效率達(dá)到100%解析：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，A錯(cuò)；由熱力學(xué)第二定律可知B、C、D正確．答案：BCD11．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說(shuō)法正確的是()A．溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，每次碰撞對(duì)容器壁的作用力增大，壓強(qiáng)一定增大B．體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，氣體的內(nèi)能一定增大C．絕熱壓縮一定質(zhì)量的理想氣體時(shí)，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加，壓強(qiáng)一定增大D．一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨脹時(shí)，體積增大，熵減小解析：對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高，但如果氣體體積增大，壓強(qiáng)不一定增大，A錯(cuò)；體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，但如果對(duì)外放熱，氣體的內(nèi)能可能減小，B錯(cuò)；孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展，D錯(cuò)．答案：C12．(多選)下列關(guān)于晶體熔化的說(shuō)法中正確的是()A．在晶體熔化的過(guò)程中，溫度不變，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率不變，則無(wú)序程度不變B．晶體熔化時(shí)，由分子的平衡位置在空間較為規(guī)則排列，變?yōu)榉肿拥钠胶馕恢幂^為無(wú)序排列，則無(wú)序度增大C．在晶體熔化的過(guò)程中，熵將保持不變D．在晶體熔化的過(guò)程中，熵將增加解析：在晶體熔化的過(guò)程中，分子的平衡位置由較有規(guī)則變?yōu)闊o(wú)規(guī)則，無(wú)序度增大，熵將增加，故B、D對(duì)．答案：BD13．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，現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體自動(dòng)充滿整個(gè)容器(如圖乙所示)，這個(gè)過(guò)程稱為氣體的自由膨脹，下列說(shuō)法正確的是()A．自由膨脹過(guò)程中，氣體分子只做定向運(yùn)動(dòng)B．自由膨脹前后，氣體的壓強(qiáng)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(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，能全部自動(dòng)回到A部分解析：由分子動(dòng)理論知，氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)是永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故選