人教版選修3-3課后作業(yè)第十章　熱力學(xué)第二定律的微觀解釋

1、熱力學(xué)第二定律的微觀解釋1.(多選)關(guān)于熱力學(xué)第二定律的微觀意義,下列說法正確的是()A.大量分子無規(guī)則的熱運動能夠自動轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\動B.熱傳遞的自然過程是大量分子從有序運動狀態(tài)向無序運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程C.熱傳遞的自然過程是大量分子從無序程度小的運動狀態(tài)向無序程度大的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程D.一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行2.下列關(guān)于熱力學(xué)第二定律微觀意義的說法正確的是()A.從微觀的角度看,熱力學(xué)第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律B.一切自然過程總是沿著分子熱運動無序性減小的方向進行C.有的自然過程沿著分子熱運動無序性增大的方向進行,有的自然過程沿著分子熱運動無序性減小的方向進行D.在

2、任何自然過程中,一個孤立系統(tǒng)的總熵會減小3.(多選)下列關(guān)于氣體向真空中擴散的規(guī)律的敘述中正確的是()A.氣體分子數(shù)越少,擴散到真空中的分子全部回到原狀態(tài)的可能性越大B.氣體分子數(shù)越多,擴散到真空中的分子全部回到原狀態(tài)的可能性越大C.擴散到真空中的分子在整個容器中分布越均勻,其宏觀態(tài)對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目越大D.氣體向真空中擴散時,總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行4.已知一個系統(tǒng)的兩個宏觀態(tài)甲、乙,對應(yīng)微觀態(tài)的個數(shù)分別為較少、較多,則下列關(guān)于對兩個宏觀態(tài)的描述及自發(fā)過程的可能方向的說法中正確的是()A.甲比較有序,乙比較無序,甲乙B.甲比較無序,乙比較有序,甲乙C.甲比較有序,乙比較無序,乙

3、甲D.甲比較無序,乙比較有序,乙甲5.(多選)下列說法正確的是()A.如果大量分子的集合從A分布進入B分布的概率大于從B分布進入A分布的概率,則B分布更無序B.如果大量分子的集合從A分布進入B分布的概率大于從B分布進入A分布的概率,則A分布更無序C.大量分子的集合能自發(fā)地從A分布進入B分布,則該過程是可逆的D.大量分子的集合能自發(fā)地從A分布進入B分布,則該過程是不可逆的6.(多選)以一副撲克牌為例,下列關(guān)于有序和無序、宏觀態(tài)和微觀態(tài)的認識中不正確的是()A.按黑桃、紅桃、草花、方塊的順序,而且從大到小將撲克牌排列起來,撲克牌這時是有序的B.將撲克牌按偶數(shù)和奇數(shù)分成兩部分,撲克牌是無序的,每部分

4、內(nèi)部是有序的C.一副撲克牌是一個宏觀態(tài),將牌洗動一次就是一個微觀態(tài)D.一副撲克牌按偶數(shù)和奇數(shù)分成兩部分,這是一個宏觀態(tài),從偶數(shù)部分抽出一張插入到奇數(shù)部分,它是該宏觀態(tài)對應(yīng)的一個微觀態(tài)7.(多選)從微觀角度看,下列說法正確的是()A.一個非孤立系統(tǒng)可能從熵大的狀態(tài)向熵小的狀態(tài)發(fā)展B.一個非孤立的系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展C.一個宏觀態(tài)所對應(yīng)的微觀態(tài)越多,越是無序,熵值越大D.出現(xiàn)概率越小的宏觀狀態(tài),熵值越大E.出現(xiàn)概率越大的宏觀狀態(tài),熵值越大8.(多選)下列關(guān)于熵的觀點中,正確的是()A.熵越大,代表系統(tǒng)分子運動越無序B.熵較大的宏觀狀態(tài)就是無序程度很小的宏觀狀態(tài),也就是出現(xiàn)概率較小的

5、宏觀狀態(tài)C.在孤立系統(tǒng)中,一個自發(fā)的過程總是向熵減小的方向進行D.熱力學(xué)第二定律的微觀實質(zhì)是熵是增加的,因此熱力學(xué)第二定律又叫熵增加原理9.(多選)下列關(guān)于熵的觀點中正確的是()A.熵越大,系統(tǒng)的無序程度越大B.對于一個不可逆絕熱過程,其熵總不會減小C.氣體向真空擴散時,熵值減小D.自然過程中熵總是增加的,是因為通向無序的渠道要比通向有序的渠道多得多10. (多選)關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說法正確的是()A.熱力學(xué)第二定律也叫做熵減小原理B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能C.一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過程一定吸熱D.熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體E.如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那

6、么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達到熱平衡11. (多選)關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說法正確的是()A.根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹對外做功,內(nèi)能一定減少B.第一類永動機制不成,是因為它違反了能量守恒定律C.熱力學(xué)第二定律是從另一個角度闡述能量守恒定律D.從微觀意義上講,熱力學(xué)第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律E.熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運動無序性的量度,一個孤立的系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展12. (多選)倒一杯熱水,然后加入適當(dāng)?shù)奶呛?糖會全部溶于水中,但一段時間后又觀察到杯子底部有糖結(jié)晶,關(guān)于這個過程下列敘述正確的是()A.溶解過程是自發(fā)的,結(jié)晶過程也是自發(fā)的,因此熱力學(xué)第二定律是錯誤的B.

7、溶解過程是有序向無序轉(zhuǎn)變的過程C.結(jié)晶過程是有序向無序轉(zhuǎn)變的過程D.結(jié)晶過程不是自發(fā)的,因為有外界的影響13.如圖所示,質(zhì)量、溫度相同的酒精,分別處于氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種狀態(tài)下,它們的熵的大小有什么關(guān)系?為什么?14. (多選)下列說法正確的是()A.擴散現(xiàn)象說明分子總在做無規(guī)則熱運動B.物體吸熱,物體分子平均動能必定增大C.內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機械能而不引起其他變化D.分子間距等于分子間平衡距離時,分子勢能最小E.一切熱現(xiàn)象的自發(fā)過程總是向著分子熱運動的無序性增大的方向進行15. (多選)理想氣體在真空中絕熱膨脹時()A.氣體對外界做功B.氣體內(nèi)能不變C.氣體溫度降低D.分子熱運動的無序性增大

8、16. (多選)下列說法中正確的是()A.達到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等B.民間常用“拔火罐”來治療某些疾病,方法是將點燃的紙片放入火罐內(nèi),當(dāng)紙片燃燒完時,迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上,火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上。其原因是火罐內(nèi)的氣體體積不變時,溫度降低,壓強減小C.空調(diào)既能制熱又能制冷,說明在不自發(fā)條件下,熱傳遞可以逆向D.自發(fā)的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的E.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類終會制造出效率為100%的熱機17. (多選)以下說法中正確的是()A.熵增加原理說明一切自然過程總是向著分子熱運動無序性減小的方向進行B.在絕熱條件下壓縮氣體,氣體的內(nèi)能一定增加C.液

9、晶既具有液體的流動性,又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性D.由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,液面分子間表現(xiàn)為引力,所以液體表面具有收縮的趨勢E.在溫度不變的情況下,增大液面上方飽和汽的體積,待氣體重新達到飽和時,飽和汽的壓強增大18.用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分,A中盛有一定質(zhì)量的理想氣體,B為真空(如圖甲),現(xiàn)把隔板抽去,A中的氣體自動充滿整個容器(如圖乙),這個過程稱為氣體的自由膨脹,下列說法正確的是()A.自由膨脹過程中,氣體分子只做定向運動B.自由膨脹前后,氣體的壓強不變C.自由膨脹前后,氣體的溫度不變D.容器中的氣體在足夠長的時間內(nèi),能全部自動回到A部分答案全解全

10、析1.CD分子熱運動是大量分子的無規(guī)則運動,系統(tǒng)的一個宏觀狀態(tài)包含著大量的微觀狀態(tài),這是一個無序的運動,根據(jù)熵增加原理,熱運動的結(jié)果只能使分子熱運動更加無序,而不是變得有序,故A錯誤。熱傳遞的自然過程從微觀上講就是大量分子從無序程度小的運動狀態(tài)向無序程度大的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程,故B錯誤,C、D正確。2.A熱力學(xué)第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律,故A對;從熱力學(xué)第二定律的微觀本質(zhì)看,一切不可逆過程總是沿著大量分子熱運動無序程度增大的方向進行,故B、C錯;任何自然過程總是朝著無序程度增大的方向進行,也就是熵增加的方向進行,故D錯。3.ACD氣體分子向真空中擴散時,分子數(shù)越少,分子全部回到原狀態(tài)的概率越大,故

11、A正確,B錯誤;擴散到真空中的分子在整個容器中均勻分布的概率最大,即其宏觀態(tài)對應(yīng)的微觀態(tài)最多,并且這一宏觀態(tài)的無序性最大,選項C、D正確。4.A一個宏觀態(tài)對應(yīng)微觀態(tài)的多少標(biāo)志了宏觀態(tài)的無序程度,從中還可以推知系統(tǒng)自發(fā)過程的方向,微觀態(tài)數(shù)目越多,表示越無序,一切自然過程總沿著無序性增大的方向進行,A對,B、C、D錯。5.AD一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行,如果大量分子的集合從A分布進入B分布的概率大于從B分布進入A分布的概率,則說明B分布更無序一些,A正確,B錯誤。大量分子的集合自發(fā)的運動過程是不可逆的,D正確,C錯誤。6.BDA項中撲克牌的排列是有確定規(guī)則的,是有序的,故

12、A正確; 把撲克牌按偶數(shù)和奇數(shù)分成兩部分,是有序的,每部分內(nèi)部是無序的,故 B錯誤;一副撲克牌是一個系統(tǒng),是一個宏觀態(tài),洗動一次,該狀態(tài)為這副撲克牌宏觀態(tài)對應(yīng)的一個微觀態(tài);奇偶分開是一種宏觀態(tài),從偶數(shù)部分抽出一張插入到奇數(shù)部分,原宏觀態(tài)被破壞,C正確,D錯誤。7.ACE一切自然過程總是沿著分子熱運動無序性增大的方向進行。熵是描述系統(tǒng)大量分子運動無序性程度的。在任何自然過程中,一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小,也就是說,一個孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展。反映了一個孤立系統(tǒng)的自然過程會沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行。對于一個非孤立的系統(tǒng),在與外界有能量交換時其熵也有可能變小,故B、D錯

13、誤,A、C、E正確。8.AD熵是分子運動無序程度的量度,分子運動無序程度越大,熵越大,故A正確;熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度,則熵較大的宏觀狀態(tài)就是無序程度較大的宏觀狀態(tài),也就是出現(xiàn)概率較大的宏觀狀態(tài),故B錯誤;在孤立系統(tǒng)中,一個自發(fā)的過程總是向熵增加的方向進行,總熵不會減小,故C錯誤;熱力學(xué)第二定律的微觀實質(zhì)是:孤立系統(tǒng)中的總熵是不會減少的,故D正確。9.ABD熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運動無序性的量度,熵越大,其無序程度越大,選項A正確;一個不可逆絕熱過程,其宏觀狀態(tài)對應(yīng)微觀態(tài)數(shù)目增大,其熵會增加,不會減小,選項B正確;氣體向真空中擴散,無序程度增大,熵值增大,選項C錯誤;自然過程中,無序程度較大

14、的宏觀態(tài)出現(xiàn)的概率大,因而通向無序的渠道多,選項D正確。10.BCE熱力學(xué)第二定律也叫做熵增加原理,選項A錯誤; 根據(jù)熱力學(xué)第一定律,對氣體做功可以改變其內(nèi)能,選項B正確; 一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過程,氣體對外做功,即W<0,根據(jù)pV/T=C可知,溫度升高,內(nèi)能增加,U>0,則Q>0,即氣體一定吸熱,選項C正確; 根據(jù)熱力學(xué)第二定律,熱量可以從低溫物體傳到高溫物體,但是要引起其他的變化,選項D錯誤; 根據(jù)熱平衡原理,如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達到熱平衡,選項E正確。11.BDE一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹,溫度升高,內(nèi)能增

15、加,選項A錯誤;第一類永動機制不成,是因為它違反了能量守恒定律,選項B正確;熱力學(xué)第二定律是反映宏觀自然過程的方向性的定律,并不是從另一個角度闡述能量守恒定律,選項C錯誤;從微觀意義上講,熱力學(xué)第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律,選項D正確;熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運動無序性的量度,從微觀角度看,一個孤立的系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展,選項E正確。12.BD若系統(tǒng)是封閉的,則不會出現(xiàn)結(jié)晶的現(xiàn)象,結(jié)晶是由于水分的蒸發(fā)和溫度的降低,是外界因素的影響,故B、D正確。13.答案見解析解析根據(jù)大量分子運動對系統(tǒng)無序程度的影響,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,總是向著無序程度增加的方向發(fā)展,

16、無序程度不會減少。質(zhì)量相同、溫度相同的酒精,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)的酒精熵最大,其次是液態(tài),固態(tài)時熵最小。14.ADE擴散現(xiàn)象說明分子在永不停息地做無規(guī)則熱運動,故A正確;做功與熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,物體吸收熱量,若同時對外做功,物體的內(nèi)能可能減小,物體的溫度可能降低,則分子的平均動能減小,故B錯誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律,內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機械能,但要引起其他變化,故C錯誤;根據(jù)分子勢能與分子間距的關(guān)系特點可知,當(dāng)分子間距等于分子間平衡距離時,分子勢能最小,故D正確;根據(jù)熵增加原理可知,一切熱現(xiàn)象的自發(fā)過程總是向著分子熱運動的無序性增大的方向進行,故E正確。15.BD

17、理想氣體在真空中絕熱膨脹時,Q=0;在真空中膨脹,氣體對外界做功為零;根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q可知,U=0,即物體內(nèi)能不變,溫度不變,故A、C錯誤,B正確。根據(jù)熱力學(xué)第二定律知,理想氣體在真空中絕熱膨脹過程是沿熵增加的方向進行,即向著分子熱運動無序性增大的方向進行,故D正確。16.BCD達到熱平衡的兩物體的溫度相同,內(nèi)能不一定相等,故A錯誤;火罐內(nèi)氣體壓強小于大氣壓強,所以火罐能“吸”在皮膚上,故B正確;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體,但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體,故C正確;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的,故D正確;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,人類不可能制造出效率為100%的熱機,故E錯誤。17.BCD熵增加原理說明一切自然過程總是向著分子熱運動無序性增大的方向進行,故A錯誤;根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q知,Q=0、W>0時有U>0,故B正確;液晶既具有液體的流動性,又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性,故C正確;由表面張力產(chǎn)生的本質(zhì)可知,液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部