高中物理粵教版3第三章熱力學(xué)基礎(chǔ)第04節(jié)熱力學(xué)第二定律 第3章第4節(jié)_第1頁(yè)
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1.熱力學(xué)第二定律使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程()A.都具有方向性 B.只是部分具有方向性C.沒(méi)有方向性 D.無(wú)法確定【解析】自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性.【答案】A2.空調(diào)制冷,把熱量從溫度較低的室內(nèi)傳遞到溫度較高的室外,在此過(guò)程中()A.既遵守?zé)崃W(xué)第二定律,又遵守能量守恒定律B.遵守?zé)崃W(xué)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?zé)崃W(xué)第二定律D.既不遵守?zé)崃W(xué)第二定律,又不遵守能量守恒定律【解析】空調(diào)制冷時(shí),把熱量從溫度較低的室內(nèi)傳遞到溫度較高的室外,要消耗電能即引起了其他變化,所以整個(gè)過(guò)程既遵守?zé)崃W(xué)第二定律,又遵守能量守恒定律.故正確答案為A.【答案】A3.關(guān)于永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)定律的討論,下列敘述正確的是()A.第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律B.如果物體從外界吸收了熱量,則物體的內(nèi)能一定增加C.外界對(duì)物體做功,則物體的內(nèi)能一定增加D.做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來(lái)看這兩種改變方式是有區(qū)別的【解析】第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第二定律,并不是違反能量守恒定律,故A錯(cuò).根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W知,內(nèi)能的變化由做功W和熱傳遞Q兩個(gè)方面共同決定,只知道做功情況或只知道熱傳遞情況無(wú)法確定內(nèi)能的變化情況,故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤.做功和熱傳遞都可改變物體內(nèi)能,但做功是不同形式能的轉(zhuǎn)化,而熱傳遞是同種形式能間的轉(zhuǎn)移,這兩種方式是有區(qū)別的,故D項(xiàng)正確.【答案】D4.地球上有很多的海水,它的總質(zhì)量約為×1018噸,如果這些海水的溫度降低0.1℃,將要放出×1023A.內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿足熱力學(xué)第一定律C.只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器不滿足熱力學(xué)第二定律D.上述三種原因都不正確【解析】不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功,而不引起其他變化,故只有C項(xiàng)敘述正確.【答案】C5.下列過(guò)程中,可能發(fā)生的是()A.某工作物質(zhì)從高溫?zé)釒?kù)吸收20kJ的熱量,全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,而沒(méi)有產(chǎn)生其他任何影響B(tài).打開(kāi)一高壓密閉容器,其內(nèi)氣體自發(fā)溢出后又自發(fā)溢進(jìn)去,恢復(fù)原狀C.利用其他手段,使低溫物體的溫度更低,高溫物體的溫度更高D.將兩瓶不同液體自發(fā)混合,然后它們又自發(fā)地各自分開(kāi)【解析】根據(jù)熱力學(xué)第二定律,熱量不可能從低溫物體自發(fā)地傳遞給高溫物體,而不引起其他變化,但通過(guò)一些物理手段是可以實(shí)現(xiàn)的,故C項(xiàng)正確;內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能不可能自發(fā)地進(jìn)行,故A項(xiàng)錯(cuò);氣體膨脹具有方向性,故B項(xiàng)錯(cuò);擴(kuò)散現(xiàn)象也有方向性,D項(xiàng)錯(cuò).【答案】C6.(雙選)關(guān)于熱力學(xué)第二定律的微觀意義,下列說(shuō)法正確的是()A.大量分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\(yùn)動(dòng)B.熱傳遞的自然過(guò)程是大量分子從有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無(wú)序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程C.熱傳遞的自然過(guò)程是大量分子從無(wú)序程度小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無(wú)序程度大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程D.一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行【解析】熱力學(xué)第二定律的微觀意義明確指出:一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序程度增大的方向進(jìn)行,所以答案C、D正確.【答案】CD7.(雙選)圖3-4-4為電冰箱的工作原理示意圖.壓縮機(jī)工作時(shí),強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán).在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量,經(jīng)過(guò)冷凝器時(shí)制冷劑液化,放出熱量到箱體外.下列說(shuō)法正確的是()圖3-4-4A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界,是因?yàn)槠湎牧穗娔蹸.電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律【解析】熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律,是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn),適用于所有的熱學(xué)過(guò)程,故C正確,D錯(cuò)誤;再根據(jù)熱力學(xué)第二定律,熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,要想從低溫物體傳到高溫物體,必須借助于其他系統(tǒng)做功,故A錯(cuò)誤,B正確.【答案】BC8.17世紀(jì)70年代,英國(guó)賽斯特城的主教約翰·維爾金斯設(shè)計(jì)了一種磁力“永動(dòng)機(jī)”,其結(jié)構(gòu)如圖3-4-5所示,在斜面頂端放一塊強(qiáng)磁鐵M,斜面上、下端各有一個(gè)小孔P、Q,斜面下有一個(gè)連接兩小孔的彎曲軌道.維爾金斯認(rèn)為:如果在斜坡底放一個(gè)鐵球,那么在磁鐵的引力作用下,鐵球會(huì)沿斜面向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到P孔時(shí),它會(huì)漏下,再沿著彎曲軌道返回到Q,由于這時(shí)球具有速度可以對(duì)外做功.然后又被磁鐵吸引回到上端,到P處又漏下……對(duì)于這個(gè)設(shè)計(jì),下列判斷中正確的是()圖3-4-5A.滿足能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,所以可行B.不滿足熱力學(xué)第二定律,所以不可行C.不滿足機(jī)械能守恒定律,所以不可行D.不滿足能量守恒定律,所以不可行【解析】違背了能量守恒定律,不可行.故只有D正確.【答案】D9.如圖3-4-6所示,兩個(gè)相通的容器P、Q間裝有閥門(mén)K,P中充滿氣體,Q內(nèi)為真空,整個(gè)系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱交換,打開(kāi)閥門(mén)K后,P中的氣體進(jìn)入Q中,最終達(dá)到平衡,則()圖3-4-6A.氣體體積膨脹,內(nèi)能增加B.氣體分子勢(shì)能減少,內(nèi)能增加C.氣體分子勢(shì)能增加,壓強(qiáng)可能不變D.Q中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中【解析】據(jù)熱力學(xué)第二定律,自然界涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性,知D正確.容器內(nèi)氣體自由膨脹,氣體與外界之間不做功也沒(méi)有熱交換,故氣體的內(nèi)能不變,A項(xiàng)不正確.氣體分子間作用力很弱,氣體體積變化時(shí),氣體分子勢(shì)能可認(rèn)為不變,B、C項(xiàng)不正確.【答案】D10.如圖3-4-7所示,汽缸內(nèi)盛有一定質(zhì)量的理想氣體,汽缸壁是導(dǎo)熱的,缸外環(huán)境保持恒溫,活塞與汽缸壁的接觸是光滑的,但不漏氣.現(xiàn)通過(guò)活塞桿使活塞緩慢地向右移動(dòng),這樣氣體將等溫膨脹并通過(guò)對(duì)外做功,若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),則下列說(shuō)法中正確的是()圖3-4-7A.氣體從單一熱源吸熱,并全部用來(lái)對(duì)外做功,因此該過(guò)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(lái)對(duì)外做功,所以該過(guò)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(lái)對(duì)外做功,但此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律D.以上三種說(shuō)法都不對(duì)【解析】根據(jù)熱力學(xué)第一定律,氣體等溫膨脹時(shí),對(duì)外做功,因此從外界環(huán)境中吸收熱量.這好像是違反了熱力學(xué)第二定律,但是該過(guò)程中活塞桿的緩慢向右移動(dòng)不是自發(fā)進(jìn)行的,而是要通過(guò)力的作用,先使活塞向右移動(dòng),然后才能發(fā)生吸熱的過(guò)程,也就是說(shuō)發(fā)生了其他變化.【答案】C11.熱量會(huì)自發(fā)地從__________傳給__________,但不會(huì)自發(fā)地從__________傳給__________.這說(shuō)明:熱傳導(dǎo)的過(guò)程是具有________的,這個(gè)過(guò)程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行,但是向相反的方向不能________地進(jìn)行,要實(shí)現(xiàn)相反方向的過(guò)程,必須有__________,因而產(chǎn)生________或引起________.【答案】高溫物體低溫物體低溫物體高溫物體方向性自發(fā)外力幫助影響其他變化(或能量的消耗)12.有一臺(tái)熱機(jī),從熱源甲每小時(shí)吸收熱量為×107J,向熱源乙放出×107J的熱量,熱機(jī)傳動(dòng)部分產(chǎn)生的熱量為從甲熱源吸收熱量的10%,求:熱機(jī)的輸出功率和效率?【解析】根據(jù)熱機(jī)的工作原理:吸熱Q1=×107J,放熱Q

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