新課改高中物理選修三同步專題講義：05 B熱力學第二定律 中檔版（學生版）

熱力學第二定律一、熱力學第二定律1．熱力學第二定律的克勞修斯表述熱量不可能自發(fā)地由低溫物體傳到高溫物體2．熱力學第二定律的開爾文表述不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其它影響3．熱力學第二定律的實質(zhì)熱力學第二定律的兩種表述是等價的，無論什么表述方式，都揭示了自然界的基本規(guī)律：一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，即一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的。熱力學第二定律是以宏觀事實為基礎(chǔ)的，那么從微觀的角度如何解釋呢？有興趣的同學可以閱讀選修3-3教材第10章的相關(guān)內(nèi)容，這里就不做過多介紹了。典例精講【例3.1】（靜寧縣校級期末）下列關(guān)于熱力學定律的理解不正確的是（）A．如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡 B．物體的攝氏溫度變化了1℃，其熱力學溫度變化了1K C．空調(diào)機作為制冷機使用時，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機的工作不遵守熱力學第二定律 D．一輛空載的卡車停于水平地面，在緩慢裝沙的過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計分子間勢能，則胎內(nèi)氣體向處界放熱【例3.2】（長陽縣校級月考）根據(jù)你學過的熱學中的有關(guān)知識，判斷下列說法中正確的是（）A．機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部用來做功轉(zhuǎn)化成機械能 B．凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高溫物體 C．盡管技術(shù)不斷進步，熱機的效率仍不能達到100% D．制冷機在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量 E．第一類永動機違背能量守恒定律，第二類永動機不違背能量守恒定律，隨著科技的進步和發(fā)展，第二類永動機可以制造出來【例3.3】（上高縣校級期末）如圖所示為制冷機（如空調(diào)）工作循環(huán)過程的p﹣v圖象，其中1→2和3→4為絕熱過程，2→3和4→1為等溫過程。假設(shè)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了圖示的循環(huán)過程，則下列說法正確的是（）A．過程1→2中，氣體分子的平均動能增大 B．氣體在狀態(tài)2的內(nèi)能和在狀態(tài)4的內(nèi)能相等 C．氣體在過程2→3中對外界放的熱大于過程4→1中從外界吸的熱 D．氣體在過程4→1中，將從外界吸的熱全部用于對外界做功，該過程不遵循熱力學第二定律【例3.4】（湖南三模）能量守恒定律告訴我們，在自然界發(fā)生的一切過程中能量都是守恒的。然而，無數(shù)事實告訴我們，并不是所有符合能量守恒定律的宏觀過程都能真的發(fā)生。下列說法正確的是（）A．科技的進步可以使內(nèi)燃機成為單一熱源的熱機 B．第二類永動機不違反能量守恒定律 C．對能源的過度消耗將使自然界的能量不斷減少，形成能源危機 D．電冰箱的工作過程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞 E．氣體向真空的自由膨脹是不可逆的【例3.5】（北碚區(qū)期末）下列說法正確的是（）A．機械能全部變成內(nèi)能是不可能的 B．根據(jù)熱力學第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體 C．從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的 D．第二類永動機不可能制造成功的原因是因為能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式 E．在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的熵值不會減小，因此熱力學第二定律又稱為熵增加原理【例3.6】（濰坊模擬）下列說法正確的是（）A．分子運動的平均速度可能為零，瞬時速度不可能為零 B．雨水沒有透過布雨傘是因為液體存在表面張力 C．熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，也能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 D．0℃的鐵和0℃的冰，它們的分子平均動能相同 E．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體隨堂練習一．選擇題（共5小題）1．（集寧區(qū)校級期末）下列說法正確的是（）A．布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動 B．固體不容易被壓縮是因為分子間只存在斥力 C．內(nèi)燃機可以把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能 D．給氣體加熱，氣體的內(nèi)能不一定增加2．（石家莊一模）下列說法正確的是（）A．影響人們對干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和氣壓的差距 B．有些與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程是可逆過程 C．在油膜法估測分子直徑的實驗中，在水面上撒痱子粉，為了可以清楚看出油膜的輪廓 D．液晶既具有液體的流動性又像某些晶體具有各向異性 E．溫度高的物體分子平均動能和內(nèi)能一定大3．（沙坪壩區(qū)校級月考）下列說法正確的是（）A．物體放出熱量，則其分子平均動能一定減小 B．空調(diào)既能制冷又能制熱，說明熱傳遞不具有方向性 C．黃金可以切割加工成任意形狀，所以是非晶體 D．完全失重狀態(tài)下液態(tài)金屬呈現(xiàn)球狀是由于液體表面張力的作用4．（三明二模）下列敘述錯誤的是（）A．當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小 B．自然界中進行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性 C．布朗運動是液體分子的運動，它說明分子不停息地做無規(guī)則熱運動 D．荷葉上小水珠呈球狀，是由于表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故5．（奎文區(qū)校級期末）以下說法正確的是（）A．功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功 B．溫度升高，所有分子的速率都增大 C．液體的表面張力是分子力作用的表現(xiàn) D．同一種物質(zhì)不可能呈現(xiàn)晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)二．多選題（共3小題）6．（渝中區(qū)校級期末）下列說法正確的是（）A．物體的溫度變化時，其分子平均動能一定隨之改變 B．在壓強不變時，分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨溫度降低而增加 C．不可能從單一熱源吸收熱量使之完全變成功 D．物體內(nèi)能的增加量等于外界對物體所做的功與物體從外界吸收的熱量之和 E．固體顆粒越大，布朗運動越顯著7．（六盤水月考）下列說法正確的是（）A．放熱的物體，其內(nèi)能也可能增加 B．能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程具有的方向性 C．熱量不可能從低溫物體傳遞到高溫物體 D．已知氣體分子間的作用力表現(xiàn)為引力，若氣體等溫膨脹，則氣體對外做功且內(nèi)能增加 E．溫度是分子平均動能的標志，溫度升高，則物體的每一個分子的動能都增大．8．（贛州一模）以下說法正確的是（）A．玻璃管的裂口燒熔后會變鈍是表面張力的作用引起的 B．一種液體是否浸潤某種固體，與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系 C．一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性減小的方向進行 D．做油膜法估測分子直徑的實驗時，要先撒痱子粉再滴入酸酒精溶液 E．只要知道某種物質(zhì)的摩爾體積和分子體積，就可以計算出阿伏加德羅常數(shù)三．解答題（共1小題）9．（濟寧期末）下列說法中正確的是．A．分子間的距離增大時，分子間相