2017-2018学年高中物理课时跟踪检测十四热力学第二定律熵-无序程度的量度鲁科版选修3-3

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课时跟踪检测(十四)热力学第二定律熵一无序程度的量度

一、选择题

1．(多选)下列说法中正确的是()

A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性

B．一切不违背能量守恒定律的物理过程都是可以实现的

C．由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行

D．一切物理过程都不可能自发地进行

2．下列叙述中正确的是()

A．对一定质量的气体加热，其内能可能减小

B．在任何系统中，一切过程都朝着熵增加的方向进行

C．物体的温度升高，分子热运动变得剧烈，每个分子动能都增大

D．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物

体传到高温物体

3．我们绝不会看到一个放在水平地面上的物体，靠降低温度可以把内能自发地转化为

动能而运动起来。其原因是()

A．这违反了能量守恒定律

B．在任何条件下内能都不可能转化成机械能，只有机械能才会转化成内能

C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的

D．以上说法均不正确

4．在下列四个过程中，可能发生的是()

A．某物体从高温热源吸收20kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生任何其他影

响

B．打开一高压密闭容器，容器内的气体自发流出后又自发流回该容器里去，恢复原状

C．以引起其他变化为代价，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高

D．两瓶不同液体自发地互溶过程是朝着熵减小的方向进行的

5.如图1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，打开阀门后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则()

图1

A．气体的体积膨胀，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

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6．(多选)如图2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2

A．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

二、非选择题

7．如图3甲、乙、丙所示，质量、温度相同的水，分别处于固态、液态和气态三种状

态下，它们的熵的大小有什么关系？为什么？

图3

8．热力学第二定律常见的表述有两种。第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到

高温物体，而不引起其他变化；第二种表述：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。

图4

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如图4甲所示是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，

使热量从低温物体传递到高温物体。

(1)请你根据第二种表述完成示意图乙。

(2)根据你的理解，热力学第二定律的实质是__________________________。

答案

1．选AC由热力学第二定律的物理意义知，A、C正确，D错误。不违背能量守恒定律

的物理过程，如果违背热力学第二定律，也是无法实现的，故B错误。

2．选A根据热力学第一定律可知，A对；在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵

增加的方向进行，故B错；物体的温度升高时，并不是每个分子动能都增大，故C错；热量

可以从低温物体传到高温物体(引起其他变化)，D错。

3．选C此现象说明了机械能和内能之间转化的方向性，并不违反能量守恒定律，因

此，C正确，A、B、D错误。

4．选CA错，违反了热力学第二定律；由于自发过程的方向性，可知B是错误的，C

正确。液体自发的互溶过程是不可逆过程，必然是朝着熵增加的方向进行的，故D错。

5．选D当阀门K被打开，P中气体进入Q中，由于Q中为真空，且系统与外界没有热

交换，所以气体内能不变，选项A、B错误。气体体积增大，温度不变，压强减小，选项C

错误。由热力学第二定律可知，Q中气体不可能自发地全部退回到P中，所以选项D正确。

6．选BC热力学第一定律适用于所有的热学过程，C正确，D错误；由热力学第二定

律可知，A错误，B正确。

7．解析：S>S>S。根据大量分子热运动对系统无序程度的影响，热力学第二定律

气液固

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，至

少无序程度不会减少。也就是说，任何一个系统自发变化时，系统的熵要么增加，要么不变，

但不会减少。质量、温度相同的水，可以由固态自发地向液态、气态转化，由液态向气态转

化，所以，气态时的熵最大，其次是液态，固态时的熵最小。

答案：S>S>S原因见解析

气液固

8．解析：热机是能够从热源吸收热量，把内能转化为机械能的装置。由热力学第二定

律知热机的效率不可能达到