2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 4 熱力學(xué)第二定律 5 初識(shí)熵學(xué)案 教科版選修3-3.doc

《2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 4 熱力學(xué)第二定律 5 初識(shí)熵學(xué)案 教科版選修3-3.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019版高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 4 熱力學(xué)第二定律 5 初識(shí)熵學(xué)案 教科版選修3-3.doc（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

4熱力學(xué)第二定律5初識(shí)熵學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解熱力學(xué)第二定律的兩種表述，并能用熱力學(xué)第二定律解釋第二類永動(dòng)機(jī)不能制成的原因.2.能運(yùn)用熱力學(xué)第二定律解釋自然界中的能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移以及方向性問(wèn)題.3.了解有序和無(wú)序是相對(duì)的，知道熵的概念.4.了解熵增原理，知道它是熱力學(xué)第二定律的另一種表述一、熱力學(xué)第二定律1熱力學(xué)第二定律的兩種表述(1)克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響闡述的是熱傳遞的方向性(2)開(kāi)爾文表述：不可能從單一熱源吸取熱量使之全部變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響闡述的是機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性2兩種表述是等效的兩種表述看上去似乎沒(méi)有聯(lián)系，然而實(shí)際上它們是等效的，即由其中一個(gè)可以推導(dǎo)出另一個(gè)3熱力學(xué)第二定律的其他描述(1)一切宏觀自然過(guò)程的進(jìn)行都具有方向性(2)氣體向真空的自由膨脹是不可逆的(3)第二類永動(dòng)機(jī)是不可能(填“可能”或“不可能”)制成的4熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與的宏觀過(guò)程的方向性，使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性5第二類永動(dòng)機(jī)(1)定義：假設(shè)某一系統(tǒng)吸收空氣或海水中的熱量，對(duì)外部做有用功，而又返回到初態(tài)如此周而復(fù)始地反復(fù)進(jìn)行，永不停止，該系統(tǒng)稱為第二類永動(dòng)機(jī)(2)不可能制成的原因：不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律(均填“違反”或“不違反”)二、初識(shí)熵1對(duì)熵的認(rèn)識(shí)(1)方向性不可逆過(guò)程總是系統(tǒng)從有差異的狀態(tài)向無(wú)差異的均勻狀態(tài)過(guò)渡，從有規(guī)則向無(wú)規(guī)則過(guò)渡，從集中向分散過(guò)渡(2)有序、無(wú)序把系統(tǒng)的有差異的不均勻、有規(guī)則、集中說(shuō)成有序，把系統(tǒng)的無(wú)差異的均勻、無(wú)規(guī)則、分散說(shuō)成無(wú)序(3)熵代表系統(tǒng)的無(wú)序性程度無(wú)序性大，熵大；無(wú)序性小，熵小2熵增原理(1)內(nèi)容孤立系統(tǒng)的熵總是增加的，或者孤立系統(tǒng)的熵總不減少(2)公式S表示過(guò)程中熵的變化，則熵增原理可以表示為：S0.S0表示系統(tǒng)處于平衡態(tài)，S0表示孤立系統(tǒng)的任何一個(gè)過(guò)程熵總是增加的(3)適用條件：孤立系統(tǒng)即學(xué)即用1判斷下列說(shuō)法的正誤(1)可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?)(2)第二類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律()(3)第二類永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律()(4)一個(gè)系統(tǒng)中個(gè)體排列的“有序”和“無(wú)序”是絕對(duì)的()(5)熵值越大代表著越有序()(6)孤立系統(tǒng)的總熵可能增大，也可能減小()2(1)冰箱工作時(shí)，能把冰箱內(nèi)的熱量傳遞到冰箱外，這_(填“違反”或“不違反”)熱力學(xué)第二定律(2)兩個(gè)溫度不同的物體接觸時(shí)，熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，直到兩者溫度相等；一個(gè)溫度處處相等的物體，不可能自發(fā)地變成一部分溫度高，另一部分溫度低這一事實(shí)說(shuō)明，一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)_的方向進(jìn)行答案(1)不違反(2)無(wú)序性增大一、熱力學(xué)第二定律導(dǎo)學(xué)探究有人提出這樣一種設(shè)想，發(fā)明一種熱機(jī)，用它把物體與地面摩擦所產(chǎn)生的熱量都吸收過(guò)來(lái)并對(duì)物體做功，將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使因摩擦停止運(yùn)動(dòng)的物體在地面上重新運(yùn)動(dòng)起來(lái)，而不引起其他變化這是一個(gè)非常誘人的設(shè)想，這種設(shè)想并不違反能量守恒定律，如果真能造出這樣的熱機(jī)，那么，我們只從海水中吸收熱量來(lái)做功，就成為可能了，“能源問(wèn)題”也就解決了這樣的熱機(jī)能制成嗎？為什么？答案不能違背了熱力學(xué)第二定律知識(shí)深化1在熱力學(xué)第二定律的表述中，“不可能”“不產(chǎn)生其他影響”的涵義(1)關(guān)于“不可能”：實(shí)際上熱機(jī)或制冷機(jī)系統(tǒng)循環(huán)終了時(shí)，除了從單一熱源吸收熱量對(duì)外做功，以及熱量從低溫?zé)嵩磦鞯礁邷責(zé)嵩匆酝?，過(guò)程所產(chǎn)生的其他一切影響，不論用任何曲折復(fù)雜的辦法都不可能加以消除(2)“不產(chǎn)生其他影響”是指發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響如吸熱、放熱、做功等2熱力學(xué)第二定律的意義熱力學(xué)第二定律已在物理、化學(xué)、生物等自然學(xué)科中有著重要的應(yīng)用，對(duì)我們認(rèn)識(shí)自然、利用自然有重要的指導(dǎo)意義特別提醒熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)：熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過(guò)程的方向性，使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性例1(多選)根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，下列說(shuō)法中正確的是()A不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做有用功，而不引起其他變化B沒(méi)有冷凝器，只有單一的熱源，能將從單一熱源吸收的熱量全部用來(lái)做有用功，而不引起其他變化的熱機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)的C制冷系統(tǒng)將冰箱里的熱量傳給外界較高溫度的空氣中，而不引起其他變化D不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化答案AD解析熱力學(xué)第二定律揭示了與熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過(guò)程的方向性，機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程具有方向性，機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能要全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能必須借助外部的幫助，即會(huì)引起其他變化，A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；熱傳遞過(guò)程也具有方向性，熱量能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，但是熱量要從低溫物體傳到高溫物體，必然要引起其他變化(外界對(duì)系統(tǒng)做功)，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確針對(duì)訓(xùn)練(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性B一切不違背能量守恒定律的物理過(guò)程都是可能實(shí)現(xiàn)的C由熱力學(xué)第二定律可以判斷物理過(guò)程能否自發(fā)進(jìn)行D一切物理過(guò)程都不可能自發(fā)地進(jìn)行答案AC解析能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過(guò)程都是具有方向性的，A對(duì)；第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，但是不能實(shí)現(xiàn)，B錯(cuò)；在熱傳遞的過(guò)程中，能量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但其逆過(guò)程不可能自發(fā)地進(jìn)行，C對(duì)，D錯(cuò)二、熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的比較1兩個(gè)定律比較熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律在熱力學(xué)中的具體表現(xiàn)形式，在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，總的能量保持不變熱力學(xué)第二定律是指在有限的時(shí)間和空間內(nèi)，一切和熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程都具有不可逆性2兩類永動(dòng)機(jī)的比較分類第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求不消耗任何能量，可以不斷地做功(或只給予很小的能量啟動(dòng)后，可以永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去)將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其他變化(或只有一個(gè)熱源，實(shí)現(xiàn)內(nèi)能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化)不可制成的原因違背能量守恒定律違背熱力學(xué)第二定律例2關(guān)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，下列論述正確的是()A熱力學(xué)第一定律指出內(nèi)能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化，而熱力學(xué)第二定律則指出內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故這兩條定律是相互矛盾的B內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為其他形式的能，只是會(huì)產(chǎn)生其他影響，故兩條定律并不矛盾C兩條定律都是有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，它們不但不矛盾，而且沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別D其實(shí)，能量守恒定律已經(jīng)包含了熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律答案B解析熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律在熱現(xiàn)象中的體現(xiàn)，而熱力學(xué)第二定律則指出內(nèi)能和其他形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化的方向性，兩者并不矛盾，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確例3下列說(shuō)法正確的是()A第二類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律B第二類永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律C根據(jù)能量守恒定律，經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)改造，熱機(jī)的效率有可能達(dá)到100%D電冰箱和空調(diào)機(jī)工作時(shí)，熱量從低溫?zé)嵩磦鞯礁邷責(zé)嵩?，違背了熱力學(xué)第二定律答案B解析第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違背能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律，A錯(cuò)誤，B正確；熱機(jī)的效率永遠(yuǎn)小于100%，因?yàn)橐虻蜏責(zé)嵩瓷幔珻錯(cuò)誤；電冰箱和空調(diào)機(jī)工作時(shí)，是通過(guò)壓縮機(jī)做功，來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量從低溫?zé)嵩吹礁邷責(zé)嵩吹膫鬟f，所以并沒(méi)有違背熱力學(xué)第二定律，D錯(cuò)誤三、初識(shí)熵導(dǎo)學(xué)探究(1)如圖1所示，一幅是閱兵式的圖片，另一幅是清明上河圖(局部)，從這兩幅圖中我們看出了什么？圖1(2)固體自發(fā)地熔化為液體、固體結(jié)晶要比液體整齊有序；液體自發(fā)地蒸發(fā)為氣體，液體分子的分布比氣體分子要集中有序兩種不同氣體相互擴(kuò)散，由有序變?yōu)闊o(wú)序，這些現(xiàn)象都說(shuō)明了什么問(wèn)題？答案(1)閱兵式圖片較有序，清明上河圖較無(wú)序(2)自發(fā)過(guò)程總是向著無(wú)序性增大的方向進(jìn)行知識(shí)深化1熵的概念(1)熵是系統(tǒng)無(wú)序度的量度“有序”和“無(wú)序”是相對(duì)而言的，是從有序程度上講的，熵越高，意味著宏觀態(tài)所對(duì)應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目越多，即越無(wú)序，熵越低即越有序(2)熵是不可逆過(guò)程的共同判據(jù)系統(tǒng)的自發(fā)過(guò)程總是從有序向無(wú)序變化因?yàn)殪厥窍到y(tǒng)無(wú)序度的量度，所以可以用熵作為一切不可逆過(guò)程的共同判據(jù)(3)熵是系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)系統(tǒng)的一個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)一個(gè)熵值如一塊完整的玻璃有一熵值，打碎的玻璃另有一個(gè)熵值2熵增原理熱力學(xué)第二定律的另一種表述孤立系統(tǒng)的熵總是增加的，或者孤立系統(tǒng)的熵總不減少“孤立系統(tǒng)”是指與外界既沒(méi)有物質(zhì)的交流，也沒(méi)有能量的交換，即與外界沒(méi)有任何聯(lián)系的系統(tǒng)熵增是孤立系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)際發(fā)生過(guò)程的必然趨勢(shì)即一切自然過(guò)程總是沿著無(wú)序性增大的方向進(jìn)行特別提醒客觀過(guò)程的方向性具有統(tǒng)計(jì)意義，宏觀過(guò)程總是向著無(wú)序程度增加的方向發(fā)展，即總是向著概率大的狀態(tài)發(fā)展，而不可能相反例4(多選)關(guān)于熱力學(xué)第二定律的微觀意義，下列說(shuō)法正確的是()A大量分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\(yùn)動(dòng)B熱傳遞的自然過(guò)程是大量分子從有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無(wú)序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程C熱傳遞的自然過(guò)程是大量分子從無(wú)序程度小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無(wú)序程度大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程D一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行答案CD解析分子熱運(yùn)動(dòng)是大量分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)的一個(gè)宏觀過(guò)程包含著大量的微觀狀態(tài)，這是一個(gè)無(wú)序的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)熵增原理，熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果只能使分子熱運(yùn)動(dòng)更加無(wú)序而不是變成了有序，熱傳遞的自然過(guò)程從微觀上講就是大量分子從無(wú)序程度小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無(wú)序程度大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程，故選C、D.1一切自發(fā)過(guò)程都是不可逆的，是大量分子從有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無(wú)序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化發(fā)展的過(guò)程，即無(wú)序性增大的過(guò)程2傳熱過(guò)程是大量分子由無(wú)序程度小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為無(wú)序程度大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的過(guò)程，體現(xiàn)了熱傳遞的方向性例5下列關(guān)于熵的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序性的量度B在自然過(guò)程中一個(gè)孤立系統(tǒng)的熵總是增加或不變的C熱力學(xué)第二定律也叫做熵減小原理D熵值越大代表著越無(wú)序答案C解析一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行，這就是熱力學(xué)第二定律的微觀意義系統(tǒng)的熱力學(xué)過(guò)程就是大量分子向無(wú)序程度大的狀態(tài)變化的過(guò)程自然過(guò)程的方向性可以表述為：在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的熵值不會(huì)減小，因此熱力學(xué)第二定律又稱為熵增原理故A、B、D說(shuō)法正確，C說(shuō)法錯(cuò)誤.1.(熱力學(xué)第二定律的理解)下列說(shuō)法正確的是()A機(jī)械能全部變成內(nèi)能是不可能的B第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功是因?yàn)槟芰考炔粫?huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式C根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體D從單一熱源吸收的熱量全部變成有用功是可能的答案D解析機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯(cuò)；第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功是因?yàn)樗`背了熱力學(xué)第二定律，故B錯(cuò)；熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但如果不是自發(fā)地，是可以進(jìn)行的，故C錯(cuò)；從單一熱源吸收熱量全部用來(lái)做功而不引起其他變化，是不可能的，但如果是從單一熱源吸收熱量全部變?yōu)橛杏霉Φ耐瑫r(shí)也引起了其他的變化，是可能的，故D項(xiàng)對(duì)2(熱力學(xué)第一定律與熱力學(xué)第二定律的比較)(多選)圖2為電冰箱的工作原理示意圖壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)在蒸發(fā)器中制冷劑汽化，吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過(guò)冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外下列說(shuō)法正確的是()圖2A熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B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，是因?yàn)槠湎牧穗娔蹸電冰箱的工作原理不違背熱力學(xué)第一定律D電冰箱的工作原理違背了熱力學(xué)第一定律答案BC解析熱力學(xué)第一定律適用于所有的熱學(xué)過(guò)程，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，要想使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體必須借助于其他系統(tǒng)做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確3(熱力學(xué)第二定律的微觀意義)下列關(guān)于熱力學(xué)第二定律微觀意義的說(shuō)法正確的是()A從微觀的角度看，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律B一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性減小的方向進(jìn)行C有的自然過(guò)程沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性增大的方向進(jìn)行，有的自然過(guò)程沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性減小的方向進(jìn)行D在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵會(huì)減小答案A解析熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，A對(duì)；從熱力學(xué)第二定律的微觀本質(zhì)看，一切不可逆過(guò)程總是沿著大量分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序程度增大的方向進(jìn)行，B、C錯(cuò)；任何自然過(guò)程總是朝著無(wú)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錯(cuò)4(熵增原理)(多選)關(guān)于孤立體系中發(fā)生的實(shí)際過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是()A系統(tǒng)的總熵不可能減小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(wú)序的狀態(tài)發(fā)展D系統(tǒng)逐漸從比較無(wú)序的狀態(tài)向更加有序的狀態(tài)發(fā)展答案AC解析在孤立體系中發(fā)生的實(shí)際過(guò)程，其系統(tǒng)的總熵總是增加的，它不可能減小，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)熵增原理，該系統(tǒng)只能是從比較有序的狀態(tài)向更無(wú)序的狀態(tài)發(fā)展，故C正確，D錯(cuò)誤一、選擇題考點(diǎn)一熱力學(xué)第二定律的理解1關(guān)于熱力學(xué)第二定律，下列說(shuō)法正確的是()A熱力學(xué)第二定律是通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的實(shí)驗(yàn)定律B熱力學(xué)第二定律是通過(guò)大量自然現(xiàn)象的不可逆性總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)定律C熱力學(xué)第二定律是物理學(xué)家從理論推導(dǎo)得出來(lái)的結(jié)果D熱力學(xué)第二定律沒(méi)有理論和實(shí)驗(yàn)的依據(jù)，因此沒(méi)有實(shí)際意義答案B解析熱力學(xué)第二定律是物理學(xué)家通過(guò)對(duì)大量自然現(xiàn)象的分析，又總結(jié)了生產(chǎn)和生活經(jīng)驗(yàn)得到的結(jié)論，是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律，它并不能通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)來(lái)證明，但它符合客觀事實(shí)，因此是正確的它揭示了熱現(xiàn)象宏觀過(guò)程的方向性，使人們認(rèn)識(shí)到第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，對(duì)我們認(rèn)識(shí)自然和利用自然有著重要的指導(dǎo)意義2下列說(shuō)法正確的是()A熱量不能由低溫物體傳遞到高溫物體B外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能必定增加C第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，是因?yàn)檫`背了能量守恒定律D電冰箱雖然可以從低溫物體吸收熱量，但不違反熱力學(xué)第二定律答案D解析根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳遞到高溫物體，在發(fā)生其他變化的前提下，熱量可以由低溫物體傳遞到高溫物體，例如電冰箱制冷時(shí)，壓縮機(jī)工作，消耗了電能，同時(shí)熱量由冰箱內(nèi)的低溫物體傳遞到冰箱外的高溫物體，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；外界對(duì)物體做功的同時(shí)，物體可能放熱，物體的內(nèi)能不一定增加，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，并不違背能量守恒定律，但它違背了熱力學(xué)第二定律中熱機(jī)效率必小于1的表述，因此它不可能制成，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電冰箱雖然從低溫物體吸收了熱量，但產(chǎn)生了其他影響，消耗了電能，選項(xiàng)D正確3如圖1所示，汽缸內(nèi)盛有一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸壁是導(dǎo)熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與汽缸壁的接觸是光滑的，但不漏氣，現(xiàn)將活塞桿緩慢向右移動(dòng)，這樣氣體將等溫膨脹并通過(guò)活塞對(duì)外做功若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則下列說(shuō)法正確的是()圖1A氣體是從單一熱源吸熱，全部用來(lái)對(duì)外做功，此過(guò)程違反熱力學(xué)第二定律B氣體是從單一熱源吸熱，但并未全部用來(lái)對(duì)外做功，此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律C氣體是從單一熱源吸熱，全用來(lái)對(duì)外做功，此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律D以上三種說(shuō)法都不對(duì)答案C解析由于汽缸壁是導(dǎo)熱的，外界溫度不變，活塞桿與外界連接并使其緩慢地向右移動(dòng)的過(guò)程中，有足夠時(shí)間進(jìn)行熱交換，所以汽缸內(nèi)的氣體溫度也不變要保持其內(nèi)能不變，該過(guò)程氣體是從單一熱源即外部環(huán)境吸收熱量，即全部用來(lái)對(duì)外做功才能保證內(nèi)能不變，但此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律此過(guò)程由外力對(duì)活塞做功來(lái)維持，如果沒(méi)有外力對(duì)活塞做功，此過(guò)程不可能發(fā)生考點(diǎn)二熵增原理4(多選)下列關(guān)于晶體熔化的說(shuō)法中正確的是()A在晶體熔化的過(guò)程中，溫度不變，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率不變，則無(wú)序程度不變B晶體熔化時(shí)，由分子的平衡位置在空間較為規(guī)則排列，變?yōu)榉肿拥钠胶馕恢幂^為無(wú)序排列，則無(wú)序度增大C在晶體熔化的過(guò)程中，熵將保持不變D在晶體熔化的過(guò)程中，熵將增加答案BD5(多選)關(guān)于熵，下列說(shuō)法中正確的是()A熵值越大，意味著系統(tǒng)越“混亂”和“分散”，無(wú)序程度越高B熵值越小，意味著系統(tǒng)越“混亂”和“分散”，無(wú)序程度越高C熵值越大，意味著系統(tǒng)越“整齊”和“集中”，也就是越有序D熵值越小，意味著系統(tǒng)越“整齊”和“集中”，也就是越有序答案AD考點(diǎn)三綜合應(yīng)用6(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是()A為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量B對(duì)某物體做功，必定會(huì)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)橛杏霉功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程答案ACD解析由UWQ可知做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種途徑它們具有等效性，故A正確，B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知，可以從單一熱源吸收熱量，使之全部變?yōu)橛杏霉?，但?huì)產(chǎn)生其他影響，故C正確；一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都是不可逆的，故D正確7關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是()A在一定條件下物體的溫度可以降到0KB物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做有用功C吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加D壓縮氣體總能使氣體的溫度升高答案B解析絕對(duì)零度只能無(wú)限趨近，永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到，A錯(cuò)誤；物體從單一熱源吸收的熱量可以全部用來(lái)做有用功，只不過(guò)會(huì)引起其他變化，B正確；內(nèi)能的變化決定于做功和熱傳遞兩個(gè)方面，C、D錯(cuò)誤8(多選)根據(jù)你學(xué)過(guò)的熱學(xué)中的有關(guān)知識(shí)，判斷下列說(shuō)法中正確的是()A機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部用來(lái)做功轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)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(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%D第一類永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，第二類永動(dòng)機(jī)可以制造出來(lái)答案AC解析機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能在引起其他變化時(shí)也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，A選項(xiàng)正確；凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，也能從低溫物體傳遞給高溫物體，但必須借助外界的幫助，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；盡管科技不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，機(jī)械總要消耗能量，C選項(xiàng)正確；第一類永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，但是違背熱力學(xué)第二定律，第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造出來(lái)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤二、非選擇題9(熵增原理)質(zhì)量相同、溫度相同的水，如圖2所示分別處于固態(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？圖2答案見(jiàn)解析解析根據(jù)大量分子運(yùn)動(dòng)對(duì)系統(tǒng)無(wú)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(wú)序程度增大的方向進(jìn)行，至少無(wú)序程度不會(huì)減小這也就是說(shuō)，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)量相同、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，所以，氣態(tài)時(shí)的熵最大，其次是液態(tài)，固態(tài)時(shí)的熵最小