大學(xué)熱力學(xué)定律(二大學(xué)熱力學(xué)第二定律)

1、專題（二）熱力學(xué)定律能量守恒定律基礎(chǔ)知識：熱力學(xué)第一定律：由于做功和熱傳遞在改變系統(tǒng)內(nèi)能或狀態(tài)上等價的，即一定數(shù)量的功和確定數(shù)量熱量，故我們說：一個熱力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)能的增量外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功，即叫做熱力學(xué)第一定律，表達(dá)式：。在上式中，若U 取正值表示系統(tǒng)的內(nèi)能，若U 取負(fù)值表示系統(tǒng)的內(nèi)能；若 Q取正值表示系統(tǒng)了熱量，若 Q取負(fù)值表示系統(tǒng)了熱量；若 W 取正值表示，若 W 取負(fù)值表示。即系統(tǒng)內(nèi)能的變化可用熱量與功的來判斷。能量守恒定律： 很多科學(xué)家通過對自然現(xiàn)象或一些實驗過程的分析得出能量守恒結(jié)論，即能量既不會憑空，也不會憑空，它只能從一種形式為另一種形式， 或者從一個物體到別的物

2、體，在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中其總能量。能量守恒定律把人們認(rèn)為的各種現(xiàn)象、表面上的各類運動統(tǒng)一在一個自然規(guī)律中，也為人類研究自然規(guī)律提供了有力的武器。人們想要制造的不需要任何動力或燃料卻能不斷地對外做功的第一類永動機，卻總是失敗的原因是。第一組例 .物體的內(nèi)能增加了20，則（）A一定是外界對物體做了20的功B一定是物體吸收了20J 的熱量C可能是外界對物體做了20J 的功，也可能是物體吸收了20J 的熱量D可能是物體吸收熱量的同時外界對物體做了功，且熱量和功共20J例 2 關(guān)于物體內(nèi)能的變化，以下說法正確的是A物體對外做功，內(nèi)能一定減小B物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大C一定量的0的水結(jié)成0的冰，內(nèi)能一定減

3、少D物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變例 3 如圖 103 2 所示容器， A、 B 中各有一個可自由移動的活塞，活塞下面是水上面是大氣、大氣壓恒定，A、B 間帶有閥門 K 的管道相連，整個裝置與外界絕熱，開始時A 的水面比 B 高，開啟 K， A 中的水逐漸向 B 中流，最后達(dá)到平衡，在這個過程中A大氣壓力對水作功，水的內(nèi)能增加B水克服大氣壓力作功，水的內(nèi)能減少圖 1032C大氣壓力對水不作功，水的內(nèi)能不變D大氣壓力對水不作功，水的內(nèi)能增加11關(guān)于物體內(nèi)能的變化，以下說法正確的是（）物體吸熱，內(nèi)能一定增大物體對外做功，內(nèi)能可能增大物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變物體放出熱量，同

4、時對外做功，內(nèi)能可能不變2自由擺動的秋千擺動幅度越來越小，下列說法正確的是（）A. 秋千的機械能守恒B.秋千的能量正在消失C. 只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化D.減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但總能量守恒3下列各物體在所經(jīng)歷的過程中，內(nèi)能增加的有()在光滑斜面上由靜止釋放而下滑的物體水平飛行并射穿木塊的子彈在絕熱的條件下被壓縮的氣體在光滑水平面上運動的兩個小球，碰撞后以共同的速度運動4在熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式U=W+Q中關(guān)于U、W、Q各個物理量的正、負(fù)，下列說法中正確的是（）A. 外界對物體做功時W為正，吸熱時Q為負(fù)，內(nèi)能增加時U 為正B. 物體對外界做功時W為負(fù)，吸熱時Q為正，內(nèi)能增加時U 為負(fù)C.

5、 物體對外界做功時W為負(fù)，吸熱時Q為正，內(nèi)能增加時U 為正D. 外界對物體做功時W為負(fù)，吸熱時Q為負(fù)，內(nèi)能增加時U 為負(fù)5對于在一個大氣壓下 100的水變成 100的水蒸氣的過程中，下列說法正確的是（）水的內(nèi)能增加，對外界做功，一定是吸熱水的內(nèi)能不變，對外界做功，從外界吸熱水的內(nèi)能減少，對外界不做功，向外界放熱水的內(nèi)能增加，對外界做功，向外界放熱6為使一個與外界保持良好熱交換狀態(tài)的物體的內(nèi)能能夠明顯變化，以下方法可行的是（）A. 以較大的功率對物體做功B. .以較小的功率對物體做功C. 該物體以較大的功率對外做功D. 該物體以較小的功率對外做功17圖 10.3-1 所示是一定質(zhì)量的理想氣體從狀

6、態(tài)A經(jīng) B 至 C的 P V 圖線，則在此過程中（）P.A. 氣體的內(nèi)能改變.CB. 氣體的體積增大BAC. 氣體向外界放熱1/VD. 氣體對外界做功圖 10.3-18從 10m高空由靜止開始下落的水滴，在下落的過程中，水滴重力勢能的40轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能使水的溫度升高，則水滴落下后溫度升高多少？ 水的比熱容 c=4.2 103J/（kg ） 29一個透熱良好的氣缸，缸壁浸在盛水的容器中，迅速下壓活塞，壓縮中對氣體做了 2000J 的功，穩(wěn)定后使容器中 2 千克的水溫度升高了 0.2 ，假設(shè)盛水容器絕熱。問：壓縮前后缸內(nèi)氣體的內(nèi)能變化了多少？熱力學(xué)第二定律1.可逆與不可逆過程（1）熱傳導(dǎo)的方向性熱

7、傳導(dǎo)的過程可以自發(fā)地由向進(jìn)行，但相反方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行，即熱傳導(dǎo)具有性，是一個過程（可逆或不可逆）。熱量 Q 能自發(fā)傳給低溫物體高溫物體熱量 Q 不能自發(fā)傳給說明：“自發(fā)地”過程就是在不受外來干擾的條件下進(jìn)行的自然過程。熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，熱量卻不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體。要將熱量從低溫物體傳向高溫物體，必須有“外界的影響或幫助”，就是要由外界對其做功才能完成。電冰箱、空調(diào)就是例子。2.熱力學(xué)第二定律的兩種表述.克勞修斯表述： .開爾文表述：3.熱機熱機是把能轉(zhuǎn)化為能的裝置。其原理是熱機從熱源吸收熱量Q1，推動活塞做功 W，然后向冷凝器釋放熱量 Q2。由能量守恒定律可

8、得：Q1=W+Q 2我們把和的比值叫做熱機效率，用W 表示，即 =Q4.第二類永動機.設(shè)想：只從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓臒釞C。.第二類永動機不可能制成，表示盡管機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但31.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說法中，正確的是（）機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化為機械能B.機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也能轉(zhuǎn)化為機械能C.機械能不可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機械能機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能，同時不引起其他變化2.關(guān)于第二類永動機，下列說法正確的是（）它既不違反熱力學(xué)第一定律，也不違反熱力學(xué)第二定律B.它既違反了熱力學(xué)第一定律，也違反了

9、熱力學(xué)第二定律C.它不違反熱力學(xué)第一定律，只違反熱力學(xué)第二定律它只違反熱力學(xué)第一定律，不違反熱力學(xué)第二定律3.下列關(guān)于熱機的說法中，正確的是（）熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的裝置B 熱機是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置.C.只要對內(nèi)燃機不斷進(jìn)行革新，它可以把氣體的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能即使沒有漏氣，也沒有摩擦等能量損失，內(nèi)燃機也不能把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能4.下列說法中正確的是（）一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性B.一切不違背能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的物理過程都是可以實現(xiàn)的C.由熱力學(xué)第二定律可以判斷物理過程能否自發(fā)進(jìn)行一切物理過程都不可能自發(fā)地進(jìn)行5.第二類永動機不可能制造出來的原因是因其工作原理違背（）熱

10、力學(xué)第一定律B.能的轉(zhuǎn)化與守恒定律C.熱力學(xué)第二定律上述三個定律1下列說法中正確的是（）A，熱量可以自發(fā)地從 低溫物體傳給高溫物體B，內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化為動能C，摩擦生熱是動能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化D，熱機的效率最多可以達(dá)到1002下列說法正確的是（）A第二類永動機與第一類永動機一樣違背了能量守恒定律B自然界中的能量是守恒的，所以能量永不枯竭，不必節(jié)約能源C自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用D不可能讓熱量由低溫物體傳遞給高溫物體而不引起其它任何變化43下列說法中，正確的是（）a一切形式的能量間的相互轉(zhuǎn)化都具有方向性b 熱量 不可能由低溫物體傳給高溫物體c氣體的擴散過程具有方向性d .一切形式的能量間的相

11、互轉(zhuǎn)化都不具有方向性4下列哪些物理過程具有方向性（）a熱傳導(dǎo)過程b機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程c氣體的擴散過程d氣體向真空中膨脹的過程5下列關(guān)于熱機的說法中，正確的是（）a.熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置b.熱機是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置c.只要對內(nèi)燃機不斷進(jìn)行革新，它可以把氣體的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能d.即使沒有漏氣、也沒有摩擦等能量損失，內(nèi)燃機也不能把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能6 關(guān)于第二類永動機，下列說法中正確的是（）a.它既不違反熱力學(xué)第一定律，也不違反熱力學(xué)第二定律b.它既違反了熱力學(xué)第一定律，也違反了熱力學(xué)第二定律c.它不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律d.它只違 反熱力學(xué)第一定律，不違

12、反熱力學(xué)第二定律7以下哪些現(xiàn)象能夠發(fā)生、哪些不能發(fā)生？能夠發(fā)生的現(xiàn)象是否違背熱力學(xué)第二定律？A一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會自動變得更熱B蒸汽機把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機械能C桶中混濁的泥水在 靜置一段時間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動分離D電冰箱通電后把箱 內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體8熱機效率的含義是 _，表達(dá)式 _9試述熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的區(qū)別與聯(lián)系恒溫10如圖 10-4-1 所示，氣缸內(nèi)盛有一定質(zhì)量的理想氣體，氣缸壁是導(dǎo)熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與氣缸壁的接觸是光滑的，但不漏氣現(xiàn)通過活塞桿使活塞緩慢桿地向右移動，這樣氣體將等溫膨脹并通過對外做功，若已知理想氣體的內(nèi)能

13、只與溫度有關(guān)，則下列說法中正確的是（）10-4-1A氣體從單一熱源吸熱，并全部用來對外做功，因此該過程違反熱力學(xué)第二定律B氣體從單一熱源吸熱，但并未全部用來對外做功，所以該過程違反熱力學(xué)第二定律C氣體是從單一熱源吸熱，并全部用來對外做功，但此過程不違反熱力學(xué)第二定律D以上三種說法都不對511等溫膨脹時， 理想氣體所吸收的熱量全部用來做功， 這和熱力學(xué)第二定律是否矛盾？為什么？12試 根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷下列兩種說法是否正確？(1)功可以全部轉(zhuǎn)換成熱，但熱不能全部轉(zhuǎn)換為功(2)熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體1至今為止，第一類永動機從來沒有成功過，其原因是()A機械

14、制造的技術(shù)沒有過關(guān)B違反了牛頓運動定律C違反了電荷守恒定律D違反了能量守恒定律2行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是()A物體克服阻力做功B物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D物體的機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量3在一個與外界沒有熱交換的房間內(nèi)打開冰箱門，冰箱正常工作，過一段時間房間內(nèi)的溫度將()A降低B升高C不變D無法確定4(2012 南通市高三期末)如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M 、 N 兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M 可沿 N 的內(nèi)壁上下滑動，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M 向下滑動的過程中()A外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大B外界對氣體做功，氣體內(nèi)能減小C氣體對外界做功，氣體內(nèi)能增大D氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減小65(2012 青島模擬 )(1)為了將空氣裝入氣瓶內(nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體。下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強p 和體積 V 關(guān)系的是 _。(2)在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24 kJ的功。現(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過程中，瓶內(nèi)空氣的質(zhì)量保持不變，且放出了5 kJ 的熱量。在上述兩