高中物理粤教版3第三章热力学基础第04节热力学第二定律 第3章第4节

1．热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程()A．都具有方向性 B．只是部分具有方向性C．没有方向性 D．无法确定【解析】自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．【答案】A2．空调制冷，把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外，在此过程中()A．既遵守热力学第二定律，又遵守能量守恒定律B．遵守热力学第二定律，而不遵守能量守恒定律C．遵守能量守恒定律，而不遵守热力学第二定律D．既不遵守热力学第二定律，又不遵守能量守恒定律【解析】空调制冷时，把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外，要消耗电能即引起了其他变化，所以整个过程既遵守热力学第二定律，又遵守能量守恒定律．故正确答案为A.【答案】A3．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是()A．第二类永动机违反能量守恒定律B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的【解析】第二类永动机违反热力学第二定律，并不是违反能量守恒定律，故A错．根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，内能的变化由做功W和热传递Q两个方面共同决定，只知道做功情况或只知道热传递情况无法确定内能的变化情况，故B、C项错误．做功和热传递都可改变物体内能，但做功是不同形式能的转化，而热传递是同种形式能间的转移，这两种方式是有区别的，故D项正确．【答案】D4．地球上有很多的海水，它的总质量约为×1018吨，如果这些海水的温度降低0.1℃，将要放出×1023A．内能不能转化成机械能B．内能转化成机械能不满足热力学第一定律C．只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器不满足热力学第二定律D．上述三种原因都不正确【解析】不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，故只有C项叙述正确．【答案】C5．下列过程中，可能发生的是()A．某工作物质从高温热库吸收20kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状C．利用其他手段，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高D．将两瓶不同液体自发混合，然后它们又自发地各自分开【解析】根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他变化，但通过一些物理手段是可以实现的，故C项正确；内能转化为机械能不可能自发地进行，故A项错；气体膨胀具有方向性，故B项错；扩散现象也有方向性，D项错．【答案】C6．(双选)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．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行【解析】热力学第二定律的微观意义明确指出：一切自然过程总是沿着分子热运动的无序程度增大的方向进行，所以答案C、D正确．【答案】CD7．(双选)图3­4­4为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是()图3­4­4A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律【解析】热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确，D错误；再根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，要想从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，故A错误，B正确．【答案】BC8．17世纪70年代，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，其结构如图3­4­5所示，在斜面顶端放一块强磁铁M，斜面上、下端各有一个小孔P、Q，斜面下有一个连接两小孔的弯曲轨道．维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个铁球，那么在磁铁的引力作用下，铁球会沿斜面向上运动，当球运动到P孔时，它会漏下，再沿着弯曲轨道返回到Q，由于这时球具有速度可以对外做功．然后又被磁铁吸引回到上端，到P处又漏下……对于这个设计，下列判断中正确的是()图3­4­5A．满足能量转化和守恒定律，所以可行B．不满足热力学第二定律，所以不可行C．不满足机械能守恒定律，所以不可行D．不满足能量守恒定律，所以不可行【解析】违背了能量守恒定律，不可行．故只有D正确．【答案】D9．如图3­4­6所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则()图3­4­6A．气体体积膨胀，内能增加B．气体分子势能减少，内能增加C．气体分子势能增加，压强可能不变D．Q中气体不可能自发地全部退回到P中【解析】据热力学第二定律，自然界涉及热现象的宏观过程都具有方向性，知D正确．容器内气体自由膨胀，气体与外界之间不做功也没有热交换，故气体的内能不变，A项不正确．气体分子间作用力很弱，气体体积变化时，气体分子势能可认为不变，B、C项不正确．【答案】D10．如图3­4­7所示，汽缸内盛有一定质量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现通过活塞杆使活塞缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过对外做功，若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法中正确的是()图3­4­7A．气体从单一热源吸热，并全部用来对外做功，因此该过程违反热力学第二定律B．气体从单一热源吸热，但并未全部用来对外做功，所以该过程违反热力学第二定律C．气体是从单一热源吸热，并全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D．以上三种说法都不对【解析】根据热力学第一定律，气体等温膨胀时，对外做功，因此从外界环境中吸收热量．这好像是违反了热力学第二定律，但是该过程中活塞杆的缓慢向右移动不是自发进行的，而是要通过力的作用，先使活塞向右移动，然后才能发生吸热的过程，也就是说发生了其他变化．【答案】C11．热量会自发地从__________传给__________，但不会自发地从__________传给__________．这说明：热传导的过程是具有________的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向不能________地进行，要实现相反方向的过程，必须有__________，因而产生________或引起________．【答案】高温物体低温物体低温物体高温物体方向性自发外力帮助影响其他变化(或能量的消耗)12．有一台热机，从热源甲每小时吸收热量为×107J，向热源乙放出×107J的热量，热机传动部分产生的热量为从甲热源吸收热量的10%，求：热机的输出功率和效率？【解析】根据热机的工作原理：吸热Q1＝×107J，放热Q