2019_2020學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律5、6熱力學(xué)第二定律的微觀解釋能源和可持續(xù)發(fā)展練習(xí).docx

5、6 熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 能源和可持續(xù)發(fā)展課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.(多選)關(guān)于宏觀態(tài)與微觀態(tài),下列說法正確的是()A.同一系統(tǒng),在不同“規(guī)則”下,其宏觀態(tài)可能不同B.宏觀態(tài)越有序,其對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目就越多C.一個宏觀態(tài)往往對應(yīng)有多個微觀態(tài),對應(yīng)的微觀態(tài)越多,這個宏觀態(tài)的無序度越大D.一個宏觀態(tài)可能是另一宏觀態(tài)對應(yīng)的微觀態(tài)解析宏觀態(tài)越有序,其對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目就越少。答案ACD2.(多選)下列對能量耗散理解正確的是()A.能量耗散說明能量在不斷減少B.能量耗散遵守能量守恒定律C.能量耗散說明能量不能憑空產(chǎn)生,但可以憑空消失D.能量耗散從能量角度反映出自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自發(fā)過程具有方向性解析在發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的宏觀過程中,其他形式的能量最終轉(zhuǎn)化為流散到周圍環(huán)境的內(nèi)能,無法再回收利用,這種現(xiàn)象叫能量耗散。能量耗散并不違反能量守恒定律,宇宙中的能量既沒有減少,也沒有消失,它從能量角度反映出自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自發(fā)過程具有方向性,故A、C錯誤,B、D正確。答案BD3.下列關(guān)于熱力學(xué)第二定律微觀意義的說法正確的是()A.從微觀的角度看,熱力學(xué)第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律B.一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動無序性減小的方向進(jìn)行C.有的自然過程沿著分子熱運(yùn)動無序性增大的方向進(jìn)行,有的自然過程沿著分子熱運(yùn)動無序性減小的方向進(jìn)行D.在任何自然過程中,一個孤立系統(tǒng)的總熵會減小解析從熱力學(xué)第二定律的微觀本質(zhì)看,一切不可逆過程總是沿著大量分子熱運(yùn)動無序程度增大的方向進(jìn)行,B、C項錯誤;熱力學(xué)第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律,A項正確;任何自然過程總是朝著無序程度增大的方向進(jìn)行,也就是熵增加的方向進(jìn)行,故D項錯誤。答案A4.(多選)以一副撲克牌為例,下列關(guān)于有序和無序、宏觀態(tài)和微觀態(tài)的認(rèn)識中不正確的是()A.按黑桃、紅桃、草花、方塊的順序,而且從大到小將撲克牌排列起來,撲克牌這時是有序的B.將撲克牌按偶數(shù)和奇數(shù)分成兩部分,撲克牌是無序的,每部分內(nèi)部是有序的C.一副撲克牌,這就是一個宏觀態(tài),將牌洗動一次就是一個微觀態(tài)D.一副撲克牌按偶數(shù)和奇數(shù)分成兩部分,這是一個宏觀態(tài),從偶數(shù)部分抽出一張插入到奇數(shù)部分,它是該宏觀態(tài)對應(yīng)的一個微觀態(tài)解析選項個性分析綜合點評A正確撲克牌的排列是有確定規(guī)則的,是有序的規(guī)定了某個規(guī)則,就規(guī)定了一個“宏觀態(tài)”,符合這個規(guī)則的就是有序,破壞了這個規(guī)則,則原有“宏觀態(tài)”改變B錯誤按偶數(shù)和奇數(shù)分成兩部分,是有序的,內(nèi)部是無序的C正確一副撲克牌是一個系統(tǒng),是一個宏觀態(tài),洗動一次,該狀態(tài)為這副撲克牌宏觀態(tài)對應(yīng)的一個微觀態(tài);奇偶分開是一種宏觀態(tài),從偶數(shù)部分抽出一張插入到奇數(shù)部分,原宏觀態(tài)被破壞D錯誤答案BD5.(多選)煤是重要的能源和化工原料,直接燃燒既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。最近,某企業(yè)利用“煤粉加壓氣化制備合成氣新技術(shù)”,讓煤變成合成氣(一氧化碳及氫氣總含量90%),把煤“吃干榨盡”。下列有關(guān)說法正確的是()A.煤粉加壓氣化制備合成氣過程涉及化學(xué)變化和物理變化B.煤粉加壓氣化制備合成氣過程涉及化學(xué)變化但沒有物理變化C.該技術(shù)實現(xiàn)了煤的清潔利用D.該技術(shù)實現(xiàn)了煤的高效利用解析煤粉加壓氣化制備合成氣中既有物理變化,又有化學(xué)變化,A正確,B錯誤;該技術(shù)使煤得以良好利用又環(huán)保,C、D正確。答案ACD能力提升1.下列供熱方式最有利于環(huán)境保護(hù)的是()A.用煤做燃料供熱B.用石油做燃料供熱C.用天然氣或煤氣做燃料供熱D.用太陽灶供熱解析煤、石油、天然氣等燃料的利用,使人類獲得大量的內(nèi)能。但由于這些燃料中含有雜質(zhì)以及燃燒的不充分,使得廢氣中含有粉塵、一氧化碳、二氧化硫等物質(zhì)污染了大氣。而太陽能是一種無污染的能源,應(yīng)大力推廣,故應(yīng)選D。答案D2.CO2氣體有個“怪脾氣”,它幾乎不吸收太陽的短波輻射,大氣中CO2濃度增加,能使地表溫度因受太陽輻射而上升;另外,它還有強(qiáng)烈吸收地面紅外熱輻射的作用,阻礙了地球周圍的熱量向外層空間的排放,使整個地球就像一個大溫室一樣。因此,大氣中CO2濃度的急劇增加已導(dǎo)致氣溫的逐步上升,使全球氣候變暖。(1)這種大氣中以CO2為主的氣體產(chǎn)生的效應(yīng)稱為()A.光熱效應(yīng)B.光電效應(yīng)C.光氣效應(yīng)D.溫室效應(yīng)(2)導(dǎo)致大氣中CO2濃度增加的主要原因是()A.大量植物和生物物種滅絕B.大量燃料如石油、煤炭、天然氣等的燃燒C.人口劇增,呼出的二氧化碳增多D.自然因素破壞了地球環(huán)境生態(tài)平衡(3)(多選)為了減緩大氣中CO2濃度的增加,可以采取的措施有()A.禁止使用煤、石油和天然氣B.開發(fā)使用核能、太陽能C.將汽車燃料由汽油改為液化石油氣D.植樹造林解析(1)CO2氣體將導(dǎo)致氣溫上升,因而稱為溫室效應(yīng)。(2)致使CO2濃度增加的主要原因是大量燃燒煤、石油、天然氣等燃料。(3)為了減緩CO2氣體的濃度可以進(jìn)行植樹造林,利用光合作用,減少大氣中的CO2氣體,同時開發(fā)新能源,減少石油、煤、天然氣的使用,從而減少CO2氣體的排放。答案(1)D(2)B(3)BD3.質(zhì)量一定的某種物質(zhì),在壓強(qiáng)不變的條件下,由液態(tài)到氣態(tài)(可看成理想氣體)變化過程中溫度(T)隨加熱時間(t)變化關(guān)系如圖所示。單位時間所吸收的熱量可看作不變。(1)(多選)以下說法正確的是()A.在區(qū)間,物質(zhì)的內(nèi)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(zhì)的熵增加D.在區(qū)間,物質(zhì)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(qiáng)不變的條件改為體積不變,則溫度升高(選填“變快”“變慢”或“快慢不變”),請說明理由。解析(1)在區(qū)間物質(zhì)溫度不變,吸收熱量主要用來增加分子勢能,故內(nèi)能增加,則選項A錯誤;在區(qū)間物質(zhì)為氣態(tài),可視為理想氣體,分子勢能不變,故選項B正確;從區(qū)間到區(qū)間,無序性增強(qiáng),物質(zhì)“熵”增加,故選項C正確;在區(qū)間物質(zhì)溫度升高,故平均動能增大,則選項D正確。(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=Q+W和理想氣體的狀態(tài)方程pVT=C可知,在吸收相同的熱量Q時,壓強(qiáng)不變的條件下,V增加,W0,U1=Q-|W|;體積不變的條件下,W=0,U2=Q,可得U1U2,故體積不變的條件下溫度升高變快。答案(1)BCD(2)變快理由見解析4.下面是曉陽同學(xué)在題為能源利用和節(jié)約能源的研究性學(xué)習(xí)中收集到的有關(guān)太陽能的資料:太陽能是人類最基本的能源,它無污染、無費(fèi)用,這種能源的使用期和太陽本身壽命一樣長,當(dāng)太陽光照射地面時,在1 m2地面上1 s內(nèi)平均得到的太陽輻射能約為1.0103 J。太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置,目前已經(jīng)廣泛地出現(xiàn)在我們的生活中。曉陽同學(xué)在網(wǎng)上下載了某型號太陽能熱水器的宣傳廣告:容積(V)100 L集熱管的采光面積(S)1.5 m2效率()40%使用年限(z)15年(1)曉陽同學(xué)家每天大約需要100 kg熱水,用這種熱水器將這些水從25 加熱到45 需要多長時間?(2)與效率為80%的電熱水器相比,曉陽同學(xué)家每天節(jié)約多少電能?解析(1)設(shè)T為光照時間,k=1.0103 J/(sm2),Q吸=cm(t-t0)=4.21031002