专题-第四节-热力学第二定律-题型分析(2019人教版选择性必修第三册)

专题热力学第二定律题型分析专题一对热力学第二定律的理解及应用例1根据热力学第二定律，可知下列说法中正确的有()A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体C．机械能可以全部转化为内能，但热量不可能全部转化为机械能D．机械能可以全部转化为内能，热量也可能全部转化为机械能解析根据热传递规律可知热量不可能自发地从低温物体传到高温物体．但在一定条件下，热量也可以从低温物体传到高温物体，例如电冰箱等就是这样的装置．因此选项B正确，A错误．机械能可以全部转化为内能，在一定条件下，热量也可以全部转化为机械能．例如气体的等温膨胀，就是将吸收来的热量全部用来对外做功，但是它引起了一定的变化，那就是气体膨胀了，要使气体回到原来状态，就必须对气体做功，因此选项D正确C错误．答案BD归纳总结：理解热力学第二定律的方法：(1)理解热力学第二定律的实质，即自然界中进行的所有涉及热现象的宏观过程都具有方向性．理解的关键在于“自发”和“不引起其他变化”．(2)还要正确理解哪些过程不会达到(100%的转化而不产生其他影响)．专题二热力学第二定律与第一定律的比较例2关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是()A．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，传热也不一定改变内能，但同时做功和传热一定会改变内能D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的解析答案D归纳总结：解决此类问题要深入理解好热力学第一定律和热力学第二定律：(1)热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的一种表述形式，是从能的角度揭示不同物质运动形式相互转化的可能性．告诫人们：第一类永动机不可能制成．(2)热力学第二定律揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性．如机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，进一步揭示了各种物质过程及其运动形式的转化过程都具有方向性．告诫人们：第二类永动机不可能制成．专题三热机效率例3下列说法中，正确的是()A．从甲物体自发传递热量给乙物体，说明甲物体的内能比乙物体多B．热机的效率从原理上讲可达100%C．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的D．以上说法均不正确解析自发的热传递的条件是必须存在温差，而不是内能差，甲物体传递热量给乙物体，说明甲物体的温度比乙物体高，故选项A错误．由热力学第二定律“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”可知，任何热机的机械效率都不可能达100%，因此，B错．关于“能源危机”必须明白以下两点：(1)能源是提供能量的资源，如煤、石油等；(2)人们在消耗能源时，放出热量，有的转化为内能，有的转化为机械能，等等，但最终基本上都转化成内能，人们无法把这些内能收集起来再利用(能量耗散)，而可供利用的能源是有限的，不可能再生(或短时间内不可再生)，因此，“能源危机”并非说明能量不守恒，故C错．答案D归纳总结：本题应从热传递的条件和传递的实质及热力学第二定律来考虑．大部分学生认为热量不能从低温物体传到高温物体．但存在“热机的效率从原理上讲可达到100%”，“既然能量守恒，不会存在能源危机”等错误认识．专题四热力学第二定律的微观解释例4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分子热运动是大量分子的无规则运动，系统的一个宏观过程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，而不是变成了有序，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，C、D两项正确．答案CD归纳总结：解此类题目关键要理解好有序和无序，确定某种规则，符合这个规则的就是有序的，不符合确定的规则和要求的分布是无序的．无序意味着各处平均没有差别；而有序则相反，是按照某种规则排列的，有序与无序是相对的．专题五对熵及熵增加原理的理解例5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，其熵一定不会减小C．气体向真空扩散时，熵值减小D．在自然过程中熵总是增加，是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多解析熵增加原理的理解.选项逐项分析A正确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B正确不可逆绝热过程，其宏观态对应微观态的数目增大，其熵会增大C错误气体向真空中扩散，无序度增大，熵值增大D正确在自然过程中，无序程度较大的宏观态出现的概率较大，因而通向无序的渠道多答案ABD归纳