高中物理第4章44描述無序程度的物理量知能優(yōu)化訓練滬科版選修3-3

1．關于熱傳導的方向性，以下說法正確的選項是A．熱量能自覺地由高溫物體傳給低溫物體B．熱量能自覺地由低溫物體傳給高溫物體C．在必然條件下，熱量也能夠從低溫物體傳給高溫物體D．熱量必然不能能從低溫物體傳給高溫物體解析：選AC在有外力做功的情況下，熱量能夠從低溫物體傳給高溫物體，而熱量只能自覺地從高溫物體傳給低溫物體．2．關于孤立系統(tǒng)中發(fā)生的實質過程，以下說法中正確的選項是A．系統(tǒng)的總熵只能增大或不變，不能能減小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)向更加無序的狀態(tài)發(fā)展D．系統(tǒng)逐漸從比較無序的狀態(tài)向更加有序的狀態(tài)發(fā)展解析：選AC依照熵增加原理，在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減少可知，A對，B錯．依照熱力學第二定律的微觀講解可知，所有自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行，因此C對，D錯．3．第二類永動機不能能制成，這是由于A．它違反了能量守恒定律B．熱量總是從高溫物體傳達到低溫物體C．機械能不能能所有轉變成內能D．內能不能夠所有轉變成機械能，同時不引起其他變化解析：選D第二類永動機的設想誠然吻合能量守恒定律，但是違反了能量轉變過程中，有些過程是不能逆的規(guī)律，因此不能能制成，應選D4．熱力學第二定律常有的表述有兩種．第一種表述：不能能使熱量由低溫物體傳達到高溫物體，而不引起其他變化；第二種表述：不能能從單一熱源吸取熱量并把它所實用來做功，而不引起其他變化．圖4－3－4甲是依照熱力學第二定律的第一種表述畫出的表示圖：外界對制冷機做功，使熱量從低溫物體傳達到高溫物體．

請你依照第二種表述完成表示圖乙．

依照你的理解，熱力學第二定律的實質是

________．圖4－3－4解析：表示圖以下列圖．答案：所有與熱現(xiàn)象有關的宏觀過程都擁有方向性．一、選擇題1．2022年廊坊高二檢測熱力學第二定律指出A．不能能使熱量由低溫物體傳達到高溫物體B．不能能從單一熱源吸取熱量并把它所實用來做功C．熱機效率η≤1D．大量分子參加的宏觀過程擁有方向性解析：選D熱力學第二定律指出，熱量能夠從低溫物體傳到高溫物體，但要引起其他變化，故A錯，B也錯．熱機效率要小于1，不能夠等于1，C也錯．所有與熱現(xiàn)象有關的宏觀過程都擁有方向性，D對．2．關于熱力學第二定律的微觀意義，以下說法正確的選項是A．大量分子無規(guī)則的熱運動能夠自動轉變成有序運動B．熱傳達的自然過程是大量分子從有序運動狀態(tài)向無序運動狀態(tài)轉變的過程C．熱傳達的自然過程是大量分子從無序程度小的運動狀態(tài)向無序程度大的運動狀態(tài)轉化的過程D．所有自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行解析：選CD熱力學第二定律的微觀意義明確指出：所有自然過程總是沿著分子熱運動的無序程度增大的方向進行，因此答案C、D正確．3．關于永動機和熱力學定律的談論，以下表達正確的選項是A．第二類永動機違反能量守恒定律B．若是物體從外界吸取了熱量，則物體的內能必然增加C．外界對物體做功，則物體的內能必然增加D．做功和熱傳達都能夠改變物體的內能，但從能量轉變或轉移的見解來看這兩種改變方式是有區(qū)其他解析：選D第二類永動機違反熱力學第二定律，其實不是違反能量守恒定律，故A錯；據熱力學第必然律＝＋知內能的變化由做功和熱傳達Q兩個方面共同決定，只知道做UQWW功情況或只知道傳熱情況無法確定內能的變化情況，故B、C錯誤；做功和熱傳達都可改變物體內能．但做功是不同樣形式能的轉變，而熱傳達是同種形式能間的轉移，這兩種方式是有區(qū)其他，故D正確．4．在必然速度下發(fā)生變化的孤立系統(tǒng)，其總熵的變化是A．不變

B．可能增大或減小C．總是增大

D．總是減小解析：選

C依照熵增加原理可知，任何孤立系統(tǒng)熵是增加的，故

C正確．5．依照熱力學第二定律解析，以下說法中正確的選項是A．熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能夠從低溫物體傳到高溫物體B．熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，也能夠從低溫物體傳到高溫物體C．機械能能夠所有轉變成內能，但變化的內能不能夠夠所有轉變成機械能D．機械能能夠所有轉變成內能，變化的內能也能夠所有轉變成機械能解析：選BD依照熱傳達的規(guī)律可知，熱量能夠自覺地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自覺地不需要外界幫助從低溫物體傳到高溫物體．借助外界的幫助，熱量能夠從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱就是接通電源后，壓縮機對“制冷劑”氟利昂等做功，把熱量從冰箱內部低溫物體傳向外面高溫物體達到制冷目的的，應選項A錯誤，B正確．機械能能夠全部轉變成內能如一個運動物體戰(zhàn)勝摩擦力做功而最后停止運動時，機械能所有轉變成內能，在必然條件下，變化的內能也能夠所有轉變成機械能，如理想氣體在等溫膨脹過程中，將吸收來的熱量所實用來做功，因此選項

C錯誤，選項

D正確．6．對熱力學第二定律，以下理解正確的選項是A．自然界進行的所有宏觀過程都是可逆的B．自然界進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都擁有方向性，是不能逆的C．熱量不能能由低溫物體傳達到高溫物體D．第二類永動機違反了能量守恒定律，因此不能能制成解析：選B由熱力學第二定律可知，熱量不能能從低溫物體傳到高溫物體，他變化，由此說明熱量由低溫物體傳到高溫物體是可能的，但要引起其他變化，故

而不引起其C錯；第二類永動機其實不違反能量守恒，

卻違反了自然界涉及熱現(xiàn)象宏觀過程的方向性，

故A、D錯，B正確．7如圖4－3－5所示，汽缸內盛有必然量的理想氣體，汽缸壁是導熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與汽缸壁接觸圓滑，但不漏氣，現(xiàn)將活塞桿與外界連接緩慢地向右搬動，氣體膨脹對外做功．已知理想氣體的內能只與溫度有關，則以下說法正確的選項是圖4－3－5A．氣體是從單一熱源吸熱，全用來對外做功，因此此過程違反熱力學第二定律B．氣體是從單一熱源吸熱，但并未全用來對外做功，因此此過程不違反熱力學第二定律C．氣體是從單一熱源吸熱，所實用來對外做功，但此過程不違反熱力學第二定律D．以上三種說法都不正確解析：選C此過程氣體吸熱膨脹內能不變，因此吸取的熱量所實用來膨脹做功，但要發(fā)生這樣的過程，必定借助外界某種變化，因此此過程不違反熱力學第二定律，故C正確．二、非選擇題8．以下所述過程是可逆的，還是不能逆的汽缸與活塞組合中裝有氣體，當活塞上沒有外加壓力，活塞與汽缸間沒有摩擦時________________________________________________________________________；上述裝置，當活塞上沒有外加壓力，活塞與汽缸上摩擦很大，賭氣體緩慢地膨脹時________________________________________________________________________；上述裝置，沒有摩擦，但調整外加壓力，賭氣體能緩慢地膨脹時________________________________________________________________________；在一絕熱容器內盛有液體，不停地攪動它，使它溫度高升________________________________________________________________________；一導熱容器內盛有液體，容器放在一恒溫的大水池內，液體不停地攪動，可保持溫度不變________________________________________________________________________；6在一絕熱容器內，不同樣溫度的液體進行混雜

____________________；7在一絕熱容器內，不同樣溫度的氦氣進行混雜

__________________________．答案：1發(fā)生自由膨脹，則是不能逆過程有摩擦發(fā)生，是不能逆過程是準靜態(tài)無摩擦的膨脹，則為可逆過程這是由功變成熱，是不能逆過程．此過程中既有“功變熱”又有“熱傳導”，也是不能逆過程液體的擴散是不能逆過程．有必然溫度差的熱傳導是不能逆過程9用兩種不同樣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，如圖4－3－6所示，電流計指針會發(fā)生偏轉，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象．這一實驗可否違反熱力學第二定律熱水和冷水的溫度可否會發(fā)生變化簡述這一過程中能的轉變情況．圖4－3－6解析：溫差發(fā)電現(xiàn)象中產生了電能是由于熱水中的內能減少，一部分轉變成電能，一部分傳達給冷水，不違反熱力學第二定律．答案：不違反．熱水溫度降低，冷水溫度高升，轉變效率低于100%如圖4－3－7所示，將一滴紅墨水滴入一杯清水中，紅墨水會逐漸擴散到整杯水中，呈均勻分布，試說明這個過程中熵的變化．圖4－3－7解析：一滴紅墨水和一杯清水這兩個系統(tǒng)是比較有序的，也能夠說無序程度較小，即熵值較小，當把這兩個系統(tǒng)混雜后，隨著紅墨水擴散的進行，系統(tǒng)內這種宏觀狀態(tài)的無序程度大大增強，因此系統(tǒng)的熵值大大增加．答案：見解析11．有人估計使地球上的海水降低0.1℃，就能放出×1024J的熱量，這相當于1800個功率為100萬千瓦的核電站一年的發(fā)電量．假定整個海洋都擁有同一溫度，你能設計一種只靠吸取海水的熱量推動輪船航行，而不需要燃料的機器嗎解析：這種靠吸取海水熱量推動輪船航行的熱機基本結構如圖所示．設大氣溫度為t2，海水溫度為t1，在