課時訓(xùn)練16熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律的微觀解釋

1、.課時訓(xùn)練16熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律的微觀解釋題組一熱力學(xué)第二定律1.熱力學(xué)第二定律使人們認識到自然界中進展的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程A.都具有方向性B.只有部分具有方向性C.沒有方向性D.無法確定解析:自然界中涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性,例如,熱傳導(dǎo)、氣體自由膨脹等。答案:A2.關(guān)于第二類永動機,以下說法正確的選項是A.它既不違背熱力學(xué)第一定律,也不違背熱力學(xué)第二定律B.它既違背了熱力學(xué)第一定律,也違背了熱力學(xué)第二定律C.它不違背熱力學(xué)第一定律,卻違背了熱力學(xué)第二定律D.它只違背熱力學(xué)第一定律,不違背熱力學(xué)第二定律解析:第二類永動機仍然遵循能量守恒定律,所以不違背熱力學(xué)第一定律,但能

2、量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有一定的方向性,它違背了熱力學(xué)第二定律。故C正確。答案:C3.圖示為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機工作時,強迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)。在蒸發(fā)器中,制冷劑被汽化,汽化時吸收箱體內(nèi)的熱量,汽化的制冷劑經(jīng)過冷凝器,制冷劑被液化,放出熱量到箱體外。以下說法正確的選項是A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳遞到冰箱外B.電冰箱的工作原理違背熱力學(xué)第二定律C.電冰箱的工作原理不違背能量守恒定律D.電冰箱的制冷系統(tǒng)可以不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界,是因為其消耗了電能解析:由熱力學(xué)第二定律知,熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,除非施加外部的影響和幫助。電冰箱從內(nèi)部吸收熱量,需要壓縮機的幫助

3、并消耗電能,應(yīng)選項A、B錯誤;而在這一過程中,是消耗了電能,而使壓縮機做功,故不違背能量守恒定律,應(yīng)選項C、D正確。答案:CD4.汽車內(nèi)燃機汽缸內(nèi)汽油燃燒時,氣體體積膨脹推動活塞對外做功。在某次對外做功的沖程中,汽油燃燒釋放的化學(xué)能為1×103 J,因尾氣排放、汽缸發(fā)熱等對外散失的熱量為8×102 J。該內(nèi)燃機的效率為。隨著科技的進步,可設(shè)法減少熱量的損失,那么內(nèi)燃機的效率能不斷進步,其效率選填“有可能或“仍不可能到達100%。 解析:內(nèi)燃機的效率:=W有W總×100%=1×103 J-8×102 J1×103 J×

4、;100%=20%;內(nèi)燃機的效率永遠也達不到100%。答案:20%仍不可能5.用兩種不同的金屬絲組成一個回路,接觸點1插在熱水中,接觸點2插在冷水中,如下圖,電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象。關(guān)于這一現(xiàn)象,正確的說法是A.這一實驗過程不違背熱力學(xué)第二定律B.在實驗過程中,熱水一定降溫、冷水一定升溫C.在實驗過程中,熱水內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成電能,電能那么部分轉(zhuǎn)化成冷水的內(nèi)能D.在實驗過程中,熱水的內(nèi)能只有部分轉(zhuǎn)化成電能,電能那么全部轉(zhuǎn)化成冷水的內(nèi)能解析:溫差發(fā)電現(xiàn)象中產(chǎn)生了電能是因為熱水中的內(nèi)能減少,一部分轉(zhuǎn)化為電能,一部分傳遞給冷水,轉(zhuǎn)化效率低于100%,不違背熱力學(xué)第二定律。熱水溫度降低,

5、冷水溫度升高,應(yīng)選項A、B正確,選項C、D錯誤。答案:AB6.熱力學(xué)第二定律常見的表述有以下兩種:第一種表述:熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體;第二種表述:不可能從單一熱庫吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他變化。圖a是根據(jù)熱力學(xué)第二定律的第一種表述畫出的示意圖;外界對制冷機做功,使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體。請你根據(jù)第二種表述完成示意圖b。根據(jù)你的理解,熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)是。 解析:從低溫物體向高溫物體傳遞熱量是通過制冷機的物質(zhì)來完成的,所以外界對物體做功;反過來從高溫物體向低溫物體傳遞熱量,熱機應(yīng)對外界做功。答案:如下圖一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性題組二熱力

6、學(xué)第二定律的微觀解釋7.任何自然過程中,一個孤立系統(tǒng)的總熵不會A.增加B.不變C.減小D.無法判斷解析:根據(jù)熵的增加原理知,在一個孤立系統(tǒng)中,熵都不會減小,故C正確。答案:C8.對“覆水難收的表達正確的選項是A.盛在盆中的水是一種宏觀態(tài),因盆子的因素,對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目較少,較為有序B.盛在盆中的水是一種宏觀態(tài),因盆子的因素,對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目較多,較為無序C.潑出的水是一種宏觀態(tài),因不受器具的限制,對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目較多,較為無序D.潑出的水是一種宏觀態(tài),因不受器具的限制,對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目較少,較為有序解析:一切自然的過程總是從有序轉(zhuǎn)化為無序,因此盆中的水是有序的,潑出的水是無序的。答案:AC9.

7、以下哪些現(xiàn)象可以發(fā)生,并且不違犯熱力學(xué)第二定律A.一杯熱茶在翻開杯蓋后,茶會自動變得更熱B.蒸汽機把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機械能C.桶中渾濁的泥水在靜置一段時間后,泥沙下沉,上面的水變清澈,泥、水自動別離D.電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體解析:A、B都違犯了熱力學(xué)第二定律,都不能發(fā)生。C中系統(tǒng)的勢能減少了,D中消耗了電能,所以不違犯熱力學(xué)第二定律,均能發(fā)生。答案:CD建議用時:30分鐘1.對于孤立體系中發(fā)生的實際過程,以下說法中正確的選項是A.系統(tǒng)的總熵只能增大,不可能減小B.系統(tǒng)的總熵可能增大,可能不變,還可能減小C.系統(tǒng)逐漸從比較有序的狀態(tài)向更無序的狀態(tài)開展D.系統(tǒng)逐漸從比

8、較無序的狀態(tài)向更加有序的狀態(tài)開展解析:在孤立體系中發(fā)生的實際過程,其系統(tǒng)的總熵是增加的,它不可能減小,應(yīng)選項A正確,選項B錯誤。根據(jù)熵增加原理,該系統(tǒng)只能是從比較有序的狀態(tài)向更無序的狀態(tài)開展,應(yīng)選項C正確,選項D錯誤。答案:AC2.以下說法中正確的選項是A.氣體向真空中擴散時,氣體分子變成均勻分布的可能性最大B.我們所說的有序狀態(tài),指的是對應(yīng)著較多微觀態(tài)的那樣的宏觀態(tài)C.一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進展D.熵越大,表示宏觀態(tài)所對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目越少解析:氣體向真空中擴散時,氣體分子變成均勻分布的可能性最大,選項A正確。我們所說的有序狀態(tài),指的是對應(yīng)著較少微觀態(tài)的那樣的宏觀態(tài),

9、選項B錯誤。一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進展,根據(jù)熵增加原理那么表示宏觀態(tài)所對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目越多,即選項C正確,D錯誤。答案:AC3.以下說法正確的選項是A.熱量能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體B.熱量不能從低溫物體傳到高溫物體C.熱傳導(dǎo)是有方向性的D.氣體向真空中膨脹的過程是有方向性的解析:假如是自發(fā)的過程,熱量只能從高溫物體傳到低溫物體,但這并不是說熱量不能從低溫物體傳到高溫物體,只是不能自發(fā)地進展,在外界條件的幫助下,熱量也能從低溫物體傳到高溫物體,選項A對,B錯,C對;氣體向真空中膨脹的過程是不可逆的,具有方向性,選項D對。答案:ACD4.關(guān)于熱力學(xué)定律,以下說法正確

10、的選項是A.為了增加物體的內(nèi)能,必須對物體做功或向它傳遞熱量B.對某物體做功,必定會使該物體的內(nèi)能增加C.可以從單一熱源吸收熱量,使之完全變?yōu)楣.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體解析:改變內(nèi)能的方法有做功和熱傳遞兩種,所以為了增加物體的內(nèi)能,必須對物體做功或向它傳遞熱量,選項A正確;對物體做功的同時向外界放熱,那么物體的內(nèi)能可能不變或減小,選項B錯誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,在對外界有影響的前提下,可以從單一熱源吸收熱量,使之完全變?yōu)楣?選項C正確;在有外界做功的條件下,可以使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體,選項D錯誤。答案:AC5.以下宏觀過程能用熱力學(xué)第二定律解釋的是A.大米和小米混合后

11、小米能自發(fā)地填充到大米空隙中,而經(jīng)過一段時間大米、小米不會自動分開B.將一滴紅墨水滴入一杯清水中,會均勻擴散到整杯水中,經(jīng)過一段時間,墨水和清水不會自動分開C.冬季的夜晚,放在室外的物體隨氣溫的降低,不會由內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機械能而動起來D.隨著節(jié)能減排措施的不斷完善,最終也不會使汽車熱機的效率到達100%解析:熱力學(xué)第二定律反映的是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程的方向性的規(guī)律,A不屬于熱現(xiàn)象,A錯;由熱力學(xué)第二定律可知B、C、D正確。答案:BCD6.在研究性學(xué)習的過程中,同學(xué)們提出了以下四個活動方案,哪些從理論上講是可行的A.改進熱機的消費工藝,總有一天熱機的效率可到達100%B.創(chuàng)造一種制冷設(shè)備,使

12、溫度降至絕對零度以下C.汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴重污染了空氣,想方法使它們自發(fā)地別離,既清潔了空氣,又變廢為寶D.將房屋頂蓋上太陽能板,可直接用太陽能來解決照明和熱水問題解析:熱機的效率不可能到達100%,A錯;絕對零度不可能到達,B錯;汽車尾氣中有害氣體不會與空氣自動別離,C錯;太陽能可以發(fā)電和進展加熱,D正確。答案:D7.炎炎夏日,兩位同學(xué)在充滿涼意的空調(diào)室內(nèi),就空調(diào)機的工作過程是否遵循熱力學(xué)第二定律的問題發(fā)生了爭論。一位同學(xué)說:空調(diào)機工作時,不斷地把熱量從室內(nèi)傳到室外,即從低溫物體傳到高溫物體,可見它并不遵循熱力學(xué)第二定律。另一位同學(xué)說:熱力學(xué)第二定律是熱力學(xué)系統(tǒng)的普遍規(guī)律,空

13、調(diào)機的工作過程不可能違背它。兩人各執(zhí)一詞,都無法使對方信服。請你對他們的論點作出評論。答案:壓縮機是空調(diào)機的“心臟,它消耗電能對來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸汽做功,使它變成高溫高壓的蒸汽。然后這些高溫高壓的蒸汽來到冷凝器,向低溫的環(huán)境放熱,同時自身被冷卻而凝成低溫高壓的液體。這些低溫高壓的液體制冷劑由過濾器濾掉水分和雜質(zhì),進入毛細管,經(jīng)節(jié)流閥膨脹,變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w,隨后進入空調(diào)機的蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器內(nèi),這些低溫低壓的液態(tài)制冷劑在低壓條件下迅速汽化,從外界空調(diào)機內(nèi)吸收熱量,使空調(diào)機的溫度降低。這樣就完成了一個制冷循環(huán)。由此可見乙同學(xué)的論點正確。8.一輛汽車的發(fā)動機輸出功率為66.15 kW,每小時耗柴油14 kg,請計算發(fā)動機的效率。柴油的熱值為4.3×107 J/kg解析:計算發(fā)動機的熱效率可根據(jù)熱機效率的定義,先求出發(fā)動機做的有用功和消耗的燃料完全燃燒放出的能量。然后再求效率。發(fā)動機每小時做的