人教版选修3-3课后作业第十章　热力学第二定律的微观解释

1、热力学第二定律的微观解释1.(多选)关于热力学第二定律的微观意义,下列说法正确的是()A.大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B.热传递的自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C.热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行2.下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是()A.从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律B.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行C.有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行,有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D.在

2、任何自然过程中,一个孤立系统的总熵会减小3.(多选)下列关于气体向真空中扩散的规律的叙述中正确的是()A.气体分子数越少,扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大B.气体分子数越多,扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大C.扩散到真空中的分子在整个容器中分布越均匀,其宏观态对应的微观态数目越大D.气体向真空中扩散时,总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行4.已知一个系统的两个宏观态甲、乙,对应微观态的个数分别为较少、较多,则下列关于对两个宏观态的描述及自发过程的可能方向的说法中正确的是()A.甲比较有序,乙比较无序,甲乙B.甲比较无序,乙比较有序,甲乙C.甲比较有序,乙比较无序,乙

3、甲D.甲比较无序,乙比较有序,乙甲5.(多选)下列说法正确的是()A.如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率,则B分布更无序B.如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率,则A分布更无序C.大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布,则该过程是可逆的D.大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布,则该过程是不可逆的6.(多选)以一副扑克牌为例,下列关于有序和无序、宏观态和微观态的认识中不正确的是()A.按黑桃、红桃、草花、方块的顺序,而且从大到小将扑克牌排列起来,扑克牌这时是有序的B.将扑克牌按偶数和奇数分成两部分,扑克牌是无序的,每部分

4、内部是有序的C.一副扑克牌是一个宏观态,将牌洗动一次就是一个微观态D.一副扑克牌按偶数和奇数分成两部分,这是一个宏观态,从偶数部分抽出一张插入到奇数部分,它是该宏观态对应的一个微观态7.(多选)从微观角度看,下列说法正确的是()A.一个非孤立系统可能从熵大的状态向熵小的状态发展B.一个非孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展C.一个宏观态所对应的微观态越多,越是无序,熵值越大D.出现概率越小的宏观状态,熵值越大E.出现概率越大的宏观状态,熵值越大8.(多选)下列关于熵的观点中,正确的是()A.熵越大,代表系统分子运动越无序B.熵较大的宏观状态就是无序程度很小的宏观状态,也就是出现概率较小的

5、宏观状态C.在孤立系统中,一个自发的过程总是向熵减小的方向进行D.热力学第二定律的微观实质是熵是增加的,因此热力学第二定律又叫熵增加原理9.(多选)下列关于熵的观点中正确的是()A.熵越大,系统的无序程度越大B.对于一个不可逆绝热过程,其熵总不会减小C.气体向真空扩散时,熵值减小D.自然过程中熵总是增加的,是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多10. (多选)关于热力学定律,下列说法正确的是()A.热力学第二定律也叫做熵减小原理B.对气体做功可以改变其内能C.一定质量的理想气体等压膨胀过程一定吸热D.热量不可能从低温物体传到高温物体E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那

6、么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡11. (多选)关于热力学定律,下列说法正确的是()A.根据热力学第一定律可知,一定质量的理想气体等压膨胀对外做功,内能一定减少B.第一类永动机制不成,是因为它违反了能量守恒定律C.热力学第二定律是从另一个角度阐述能量守恒定律D.从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律E.熵是系统内分子运动无序性的量度,一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展12. (多选)倒一杯热水,然后加入适当的糖后,糖会全部溶于水中,但一段时间后又观察到杯子底部有糖结晶,关于这个过程下列叙述正确的是()A.溶解过程是自发的,结晶过程也是自发的,因此热力学第二定律是错误的B.

7、溶解过程是有序向无序转变的过程C.结晶过程是有序向无序转变的过程D.结晶过程不是自发的,因为有外界的影响13.如图所示,质量、温度相同的酒精,分别处于气态、液态和固态三种状态下,它们的熵的大小有什么关系?为什么?14. (多选)下列说法正确的是()A.扩散现象说明分子总在做无规则热运动B.物体吸热,物体分子平均动能必定增大C.内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化D.分子间距等于分子间平衡距离时,分子势能最小E.一切热现象的自发过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行15. (多选)理想气体在真空中绝热膨胀时()A.气体对外界做功B.气体内能不变C.气体温度降低D.分子热运动的无序性增大

8、16. (多选)下列说法中正确的是()A.达到热平衡的两物体的内能一定相等B.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是将点燃的纸片放入火罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。其原因是火罐内的气体体积不变时,温度降低,压强减小C.空调既能制热又能制冷,说明在不自发条件下,热传递可以逆向D.自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E.随着科学技术的发展,人类终会制造出效率为100%的热机17. (多选)以下说法中正确的是()A.熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动无序性减小的方向进行B.在绝热条件下压缩气体,气体的内能一定增加C.液

9、晶既具有液体的流动性,又像某些晶体那样具有光学各向异性D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势E.在温度不变的情况下,增大液面上方饱和汽的体积,待气体重新达到饱和时,饱和汽的压强增大18.用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分,A中盛有一定质量的理想气体,B为真空(如图甲),现把隔板抽去,A中的气体自动充满整个容器(如图乙),这个过程称为气体的自由膨胀,下列说法正确的是()A.自由膨胀过程中,气体分子只做定向运动B.自由膨胀前后,气体的压强不变C.自由膨胀前后,气体的温度不变D.容器中的气体在足够长的时间内,能全部自动回到A部分答案全解全

10、析1.CD分子热运动是大量分子的无规则运动,系统的一个宏观状态包含着大量的微观状态,这是一个无序的运动,根据熵增加原理,热运动的结果只能使分子热运动更加无序,而不是变得有序,故A错误。热传递的自然过程从微观上讲就是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程,故B错误,C、D正确。2.A热力学第二定律是一个统计规律,故A对;从热力学第二定律的微观本质看,一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行,故B、C错;任何自然过程总是朝着无序程度增大的方向进行,也就是熵增加的方向进行,故D错。3.ACD气体分子向真空中扩散时,分子数越少,分子全部回到原状态的概率越大,故

11、A正确,B错误;扩散到真空中的分子在整个容器中均匀分布的概率最大,即其宏观态对应的微观态最多,并且这一宏观态的无序性最大,选项C、D正确。4.A一个宏观态对应微观态的多少标志了宏观态的无序程度,从中还可以推知系统自发过程的方向,微观态数目越多,表示越无序,一切自然过程总沿着无序性增大的方向进行,A对,B、C、D错。5.AD一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行,如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率,则说明B分布更无序一些,A正确,B错误。大量分子的集合自发的运动过程是不可逆的,D正确,C错误。6.BDA项中扑克牌的排列是有确定规则的,是有序的,故

12、A正确; 把扑克牌按偶数和奇数分成两部分,是有序的,每部分内部是无序的,故 B错误;一副扑克牌是一个系统,是一个宏观态,洗动一次,该状态为这副扑克牌宏观态对应的一个微观态;奇偶分开是一种宏观态,从偶数部分抽出一张插入到奇数部分,原宏观态被破坏,C正确,D错误。7.ACE一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行。熵是描述系统大量分子运动无序性程度的。在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小,也就是说,一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展。反映了一个孤立系统的自然过程会沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。对于一个非孤立的系统,在与外界有能量交换时其熵也有可能变小,故B、D错

13、误,A、C、E正确。8.AD熵是分子运动无序程度的量度,分子运动无序程度越大,熵越大,故A正确;熵是物体内分子运动无序程度的量度,则熵较大的宏观状态就是无序程度较大的宏观状态,也就是出现概率较大的宏观状态,故B错误;在孤立系统中,一个自发的过程总是向熵增加的方向进行,总熵不会减小,故C错误;热力学第二定律的微观实质是:孤立系统中的总熵是不会减少的,故D正确。9.ABD熵是系统内分子运动无序性的量度,熵越大,其无序程度越大,选项A正确;一个不可逆绝热过程,其宏观状态对应微观态数目增大,其熵会增加,不会减小,选项B正确;气体向真空中扩散,无序程度增大,熵值增大,选项C错误;自然过程中,无序程度较大

14、的宏观态出现的概率大,因而通向无序的渠道多,选项D正确。10.BCE热力学第二定律也叫做熵增加原理,选项A错误; 根据热力学第一定律,对气体做功可以改变其内能,选项B正确; 一定质量的理想气体等压膨胀过程,气体对外做功,即W<0,根据pV/T=C可知,温度升高,内能增加,U>0,则Q>0,即气体一定吸热,选项C正确; 根据热力学第二定律,热量可以从低温物体传到高温物体,但是要引起其他的变化,选项D错误; 根据热平衡原理,如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡,选项E正确。11.BDE一定质量的理想气体等压膨胀,温度升高,内能增

15、加,选项A错误;第一类永动机制不成,是因为它违反了能量守恒定律,选项B正确;热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律,并不是从另一个角度阐述能量守恒定律,选项C错误;从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律,选项D正确;熵是系统内分子运动无序性的量度,从微观角度看,一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,选项E正确。12.BD若系统是封闭的,则不会出现结晶的现象,结晶是由于水分的蒸发和温度的降低,是外界因素的影响,故B、D正确。13.答案见解析解析根据大量分子运动对系统无序程度的影响,热力学第二定律又有一种表述:由大量分子组成的系统自发变化时,总是向着无序程度增加的方向发展,

16、无序程度不会减少。质量相同、温度相同的酒精,可以由固态自发地向液态、气态转化,所以,气态的酒精熵最大,其次是液态,固态时熵最小。14.ADE扩散现象说明分子在永不停息地做无规则热运动,故A正确;做功与热传递都可以改变物体的内能,物体吸收热量,若同时对外做功,物体的内能可能减小,物体的温度可能降低,则分子的平均动能减小,故B错误;根据热力学第二定律,内能可以全部转化为机械能,但要引起其他变化,故C错误;根据分子势能与分子间距的关系特点可知,当分子间距等于分子间平衡距离时,分子势能最小,故D正确;根据熵增加原理可知,一切热现象的自发过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行,故E正确。15.BD

17、理想气体在真空中绝热膨胀时,Q=0;在真空中膨胀,气体对外界做功为零;根据热力学第一定律U=W+Q可知,U=0,即物体内能不变,温度不变,故A、C错误,B正确。根据热力学第二定律知,理想气体在真空中绝热膨胀过程是沿熵增加的方向进行,即向着分子热运动无序性增大的方向进行,故D正确。16.BCD达到热平衡的两物体的温度相同,内能不一定相等,故A错误;火罐内气体压强小于大气压强,所以火罐能“吸”在皮肤上,故B正确;根据热力学第二定律可知,热量能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体,故C正确;根据热力学第二定律可知,自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的,故D正确;根据热力学第二定律可知,人类不可能制造出效率为100%的热机,故E错误。17.BCD熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动无序性增大的方向进行,故A错误;根据热力学第一定律U=W+Q知,Q=0、W>0时有U>0,故B正确;液晶既具有液体的流动性,又像某些晶体那样具有光学各向异性,故C正确;由表面张力产生的本质可知,液体表面分子间距离大于液体内部