高中物理 第4章 熱力學(xué)定律與能量守恒 4_3 熱力學(xué)第二定律 4_4 描述無序程度的物理量學(xué)業(yè)分層測評(píng) 滬科版選修3-3

《高中物理 第4章 熱力學(xué)定律與能量守恒 4_3 熱力學(xué)第二定律 4_4 描述無序程度的物理量學(xué)業(yè)分層測評(píng) 滬科版選修3-3》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第4章 熱力學(xué)定律與能量守恒 4_3 熱力學(xué)第二定律 4_4 描述無序程度的物理量學(xué)業(yè)分層測評(píng) 滬科版選修3-3（5頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

4.3 熱力學(xué)第二定律 4.4 描述無序程度的物理量 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．下列關(guān)于熵的有關(guān)說法正確的是(　　) A．熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無序性的量度 B．在自然過程中熵總是增加的 C．熱力學(xué)第二定律也叫做熵減小原理 D．熵值越大表示系統(tǒng)越無序 E．熵值越小表示系統(tǒng)越無序 【解析】　根據(jù)熵的定義知A正確；從熵的意義上說，系統(tǒng)自發(fā)變化時(shí)總是向著熵增加的方向發(fā)展，B正確；熱力學(xué)第二定律也叫熵增加原理，C錯(cuò)；熵越大，系統(tǒng)越混亂，無序程度越大，D正確，E錯(cuò)誤． 【答案】　ABD 2．下列說法正確的是(　　) 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 E．氣體向真空中膨脹的過程是可逆的 【解析】　如果是自發(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(jìn)行，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(xiàng)A、C對(duì)，B錯(cuò)；氣體向真空中膨脹的過程是不可逆的，具有方向性，選項(xiàng)D對(duì)，E錯(cuò)． 【答案】　ACD 3．以下說法正確的是(　　) A．熱傳導(dǎo)過程是有方向性的，因此兩個(gè)溫度不同的物體接觸時(shí)，熱量一定是從高溫物體傳給低溫物體的 B．熱傳導(dǎo)過程是不可逆的 C．兩個(gè)不同的物體接觸時(shí)熱量會(huì)自發(fā)地從內(nèi)能多的物體傳向內(nèi)能少的物體 D．電冰箱制冷是因?yàn)殡姳渥园l(fā)地將內(nèi)部熱量傳給外界 E．熱量從低溫物體傳給高溫物體必須借助外界的幫助 【解析】　熱量可以自發(fā)地由高溫物體傳遞給低溫物體，熱量從低溫物體傳遞給高溫物體要引起其他變化，A、B、E選項(xiàng)正確． 【答案】　ABE 4．下列敘述和熱力學(xué)定律相關(guān)，其中正確的是(　　) A．第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成，是因?yàn)檫`背了能量守恒定律 B．能量耗散過程中能量是守恒的 C．電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，違背了熱力學(xué)第二定律 D．能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性 E．物體從單一熱源吸收的熱量在不引起其他變化的情況下可全部用于做功 【解析】　第一類永動(dòng)機(jī)是指不消耗能量卻可以不斷對(duì)外做功的機(jī)器，違背了能量守恒定律，A正確；能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出宏觀過程具有方向性，且能量是守恒的，故B、D正確；電冰箱在電機(jī)做功的情況下，不斷把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，沒有違背熱力學(xué)第二定律，C錯(cuò)誤；物體從單一熱源吸收的熱量不可全部用于做功，因?yàn)闄C(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性，盡管機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化，E錯(cuò)誤． 【答案】　ABD 5．下列說法中正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35500044】 A．一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性 B．一切不違背能量守恒定律的物理過程都是可以實(shí)現(xiàn)的 C．由熱力學(xué)第二定律可以判斷物理過程能否自發(fā)進(jìn)行 D．一切物理過程都不可能自發(fā)地進(jìn)行 E．有的物理過程可以自發(fā)地進(jìn)行 【解析】　由熱力學(xué)第二定律的物理意義知，A、C、E正確，D錯(cuò)誤；不違背能量守恒定律的物理過程，如果違背熱力學(xué)第二定律，也是無法實(shí)現(xiàn)的，故B錯(cuò)誤． 【答案】　ACE 6．下列宏觀過程能用熱力學(xué)第二定律解釋的是(　　) A．大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中而經(jīng)過一段時(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)由內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動(dòng)起來 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% E．杯子摔碎而不能復(fù)原 【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、E不屬于熱現(xiàn)象，故A、E錯(cuò)；由熱力學(xué)第二定律可知B、C、D正確． 【答案】　BCD 7．(2016萬州區(qū)高二檢測)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432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．這一實(shí)驗(yàn)是否違反熱力學(xué)第二定律？熱水和冷水的溫度是否會(huì)發(fā)生變化？簡述這一過程中能的轉(zhuǎn)化情況． 圖432 【解析】　溫差發(fā)電現(xiàn)象中產(chǎn)生了電能是因?yàn)闊崴膬?nèi)能減少，一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分傳遞給冷水，不違反熱力學(xué)第二定律． 【答案】　不違反．熱水溫度降低，冷水溫度升高．將熱水的部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能，另一部分釋放到低溫?zé)嵩蠢渌校? 8．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(jī)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(jī)工作時(shí)，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，空調(diào)機(jī)的工作過程不可能違反它．兩人各執(zhí)一詞，都無法使對(duì)方信服．請(qǐng)你對(duì)他們的論點(diǎn)作出評(píng)論． 【答案】　壓縮機(jī)是空調(diào)機(jī)的“心臟”，它消耗電能對(duì)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，向外界高溫的環(huán)境放熱，同時(shí)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(jìn)入毛細(xì)管，經(jīng)節(jié)流閥膨脹，變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w，隨后進(jìn)入空調(diào)機(jī)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(jī)內(nèi))吸收熱量，使空調(diào)機(jī)的溫度降低．這樣就完成了一個(gè)制冷循環(huán)．由此可見乙同學(xué)的論點(diǎn)正確． [能力提升] 9．下列說法正確的是(　　) A．機(jī)械能全部變成內(nèi)能是不可能的 B．從熱庫吸收的熱量全部變成功是可能的 C．熱機(jī)是一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置 D．沒有任何漏氣和摩擦?xí)r，熱機(jī)的效率η＝100%＝100% E．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成可以作為熱力學(xué)第二定律的一種表述 【解析】　機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，A錯(cuò)誤；從熱庫吸收的熱量全部變成功也是可能的，只是會(huì)引起其他變化，B正確；熱機(jī)是一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，C正確；熱機(jī)工作過程中，必定要放出部分熱量，熱機(jī)用于做機(jī)械功的熱量一定小于它從高溫?zé)釒炷抢镂盏臒崃浚词箾]有任何漏氣和摩擦?xí)r，熱機(jī)的效率也不可能達(dá)到100%，D錯(cuò)誤；任何一類宏觀自然過程進(jìn)行方向的說明，都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述，故E正確． 【答案】　BCE 10．下列說法中正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35500045】 A．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳遞到高溫物體 B．能量耗散說明能量在轉(zhuǎn)化過程中具有方向性 C．當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力增大、斥力減小 D．溫度是描述熱運(yùn)動(dòng)的物理量，一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)，兩系統(tǒng)溫度相同 E．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能同時(shí)又不引起其他變化 【解析】　熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；耗散掉的能量不能再重新收集起來加以利用，說明能量的轉(zhuǎn)化具有方向性，選項(xiàng)B正確；當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力均要減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度是描述熱運(yùn)動(dòng)的物理量，是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量，所以當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)兩系統(tǒng)溫度相同，選項(xiàng)D正確；由熱力學(xué)第二定律可知，選項(xiàng)E正確． 【答案】　BDE 11．如圖433甲、乙、丙所示，質(zhì)量、溫度相同的水，分別處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)下，它們的熵的大小有什么關(guān)系？為什么？ 甲　　　　　　乙　　　　　 丙 圖433 【解析】　S氣>S液>S固．根據(jù)大量分子熱運(yùn)動(dòng)對(duì)系統(tǒng)無序程度的影響，熱力學(xué)第二定律又有一種表述：由大量分子組成的系統(tǒng)自發(fā)變化時(shí)，總是向著無序程度增加的方向發(fā)展，至少無序程度不會(huì)減少．也就是說，任何一個(gè)系統(tǒng)自發(fā)變化時(shí)，系統(tǒng)的熵要么增加，要么不變，但不會(huì)減少．質(zhì)量、溫度相同的水，可以由固態(tài)自發(fā)地向液態(tài)、氣態(tài)轉(zhuǎn)化，由液態(tài)向氣態(tài)轉(zhuǎn)化，所以，氣態(tài)時(shí)的熵最大，其次是液態(tài)，固態(tài)時(shí)的熵最?。? 【答案】　S氣>S液>S固　原因見解析 12．熱力學(xué)第二定律常見的表述有兩種．第一種表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化；第二種表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化． 圖434(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(duì)制冷機(jī)做功，使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體．請(qǐng)你根據(jù)第二種表述完成示意圖434(b)． 圖434 根據(jù)圖434你的理解，熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是什么？ 【解析】　第二種表述的意思是：熱機(jī)吸收熱量，對(duì)外做功，同時(shí)把熱量傳給低溫物體．其表述示意圖如圖所示．其實(shí)質(zhì)是：一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性． 【答案】　圖見解析　一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向