2020-2021物理3-3課時10.4 熱力學(xué)第二定律

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年人教版物理選修3-3課時分層作業(yè)：10.4熱力學(xué)第二定律課時分層作業(yè)（十五)（時間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分）1．（多選)下列關(guān)于熱力學(xué)第二定律的說法正確的是(）A．所有符合能量守恒定律的宏觀過程都能真的發(fā)生B．一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的C．機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能無法全部用來做功以轉(zhuǎn)換成機械能而不引其他影響D．氣體向真空的自由膨脹是可逆的E．熱運動的宏觀過程會有一定的方向性BCE［熱運動的宏觀過程會有一定的方向性，符合能量守恒定律的宏觀過程并不能都真的發(fā)生，故A錯誤，E正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的，所以氣體向真空的自由膨脹是不可逆的,故B正確，D錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，不可能從單一熱源吸收熱量使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響,所以機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能無法全部用來做功以轉(zhuǎn)換成機械能，故C正確．]2．下列說法正確的是()A．一切形式的能量間的相互轉(zhuǎn)化都具有方向性B．熱量不可能從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互轉(zhuǎn)化都不具有可逆性C［熱力學(xué)第二定律反映了所有與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，A、D兩項錯誤;熱量不是不能從低溫物體傳給高溫物體，關(guān)鍵是會不會產(chǎn)生其他影響，B項錯誤；氣體擴散過程具有方向性，C項正確．]3．（多選）關(guān)于制冷機制冷過程的說法中,正確的是（）A．此過程違反了熱力學(xué)第二定律B．此過程沒有違反熱力學(xué)第二定律C．此過程違反了能量守恒定律D．此過程沒有違反能量守恒定律E．此過程在消耗電能的前提下,熱量從低溫物體傳給高溫物體BDE[制冷機可以從低溫物體吸收熱量傳給高溫物體,但必須消耗電能，熱力學(xué)第二定律并不否認熱量可從低溫物體傳給高溫物體，關(guān)鍵是“不產(chǎn)生其他影響”,A錯誤，B、E正確；任何物理過程都不違反能量守恒定律，C錯誤,D正確．］4．(多選)關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說法中不正確的是（)A．隨著低溫技術(shù)的發(fā)展,我們可以使溫度逐漸降低，并達到絕對零度，最終實現(xiàn)熱機效率100％B．熱量是不可能從低溫物體傳遞給高溫物體的C．第二類永動機遵從能量守恒，故能做成D．用活塞壓縮汽缸里的空氣,對空氣做功2.0×105J，同時空氣向外界放出熱量1.5×105J，則空氣的內(nèi)能增加了0.5×105JE．第二類永動機不可能制成，說明機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能，同時不引起其他變化ABC［由熱力學(xué)第二定律知B、C錯；絕對零度不可達到,A錯；由熱力學(xué)第一定律知D正確；機械能可以全部轉(zhuǎn)化內(nèi)能，內(nèi)能在引起其他變化時可能全部轉(zhuǎn)化為機械能,故E正確．］5．(多選）下列說法中正確的是（）A．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定律的物理過程都是可能實現(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)進行D．一切物理過程都不可能自發(fā)地進行E．功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆的ACE[熱力學(xué)第二定律是反映宏觀自然過程的方向性的定律,熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體；并不是所有符合能量守恒定律的宏觀過程都能實現(xiàn)，故A、C正確，B、D錯誤；一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的，則E正確．］6．(多選）關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動理論，下列說法中不正確的是（）A．我們可以利用高科技手段，將流散到周圍環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化B．利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，這在原理上是可行的C．空調(diào)機在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量D．在分子力作用范圍內(nèi),分子力總是隨分子間距離的增大而減小E．溫度升高時，物體中每個分子的運動速率都將增大ADE[由熱力學(xué)第二定律可知，A錯誤,B、C正確;由分子間作用力與分子間距離的關(guān)系可知，D項錯誤；溫度升高時，物體中分子平均動能增大,但并不是每個分子的動能都增大，即并不是每個分子的運動速率都增大，故E項錯誤．]二、非選擇題(14分)7．熱力學(xué)第二定律常見的表述方式有兩種,其一:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體而不引起其他變化；其二：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他變化．第一種表述方式可以用圖甲來表示，根據(jù)你對第二種表述的理解，如果也用類似的示意圖來表示，請你根據(jù)第二種表述完成示意圖乙．[解析］由圖甲可知，使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體必伴隨著壓縮機的做功，即引起其他變化；對于第二種方式，熱機工作時，從高溫物體吸收熱量，只有一部分用來對外做功,轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,另一部分熱量要排放給低溫物體，其表述示意圖如圖所示．［答案]見解析一、選擇題（本題共4小題，每小題6分）1．（多選)我們絕不會看到:一個放在水平地面上的物體，靠降低溫度,可以把內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為動能，使這個物體運動起來．其原因的下列說法不正確的是（)A．這違背了能量守恒定律B．在任何條件下內(nèi)能都不可能轉(zhuǎn)化為機械能，只有機械能才會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能是有條件的D．機械能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能,同時不引起其他變化E．以上說法均不正確ABE[機械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化，但必須通過做功來實現(xiàn)．由熱力學(xué)第二定律可知,內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化成機械能，同時不引起其他變化；無論采用任何設(shè)備和手段進行能量轉(zhuǎn)化總是遵循選項A的表述．]2．（多選)如圖所示，為電冰箱的工作原理示意圖;壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內(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)過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體外．下列說法正確的是()A．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,是因為其消耗了電能C．電冰箱的工作原理不違背熱力學(xué)第一定律D．電冰箱的工作原理違背熱力學(xué)第一定律E．電冰箱除了將熱量從低溫?zé)釒靷鞯礁邷責(zé)釒焱?，工作過程中所產(chǎn)生的其他一切影響,不論用任何的辦法都不可能加以消除BCE[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，是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學(xué)過程，故C正確,D錯誤；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,必須借助于其他系統(tǒng)做功，A錯誤,B正確，故選B、C、E.］3．（多選)下列說法正確的是()A．機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性B．電流的能不可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．第二類永動機雖然不違背能量守恒定律，但它是制造不出來的D．在火力發(fā)電機中燃氣的內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化成電能E．第二類永動機既不違背能量守恒定律，也不違反熱力學(xué)第二定律ACD[凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，機械能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能，同時不引起其他變化,A、D正確；由電流熱效應(yīng)中的焦耳定律可知，電流的能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電流的能，B錯誤;第二類永動機雖然不違反能量守恒定律，但它違反熱力學(xué)第二定律，是制造不出來的,C正確、E錯誤．]4．（多選）關(guān)于熱機和永動機,下列說法中正確的是(）A．效率為100%的熱機是不可能制成的B．第二類永動機可以制成C．不需要任何外力做功而可正常運行的制冷機是不可能制成的D．能把從單一熱源吸收的熱量全部用來做功而不引起其他變化的熱機是可以實現(xiàn)的E．能把從單一熱源吸收的熱量全部用來做功而不引起其他變化的熱機是不能實現(xiàn)的ACE[熱機在工作過程中，必然向外排出熱量,故熱機效率小于100％，故A對；由熱力學(xué)第二定律可得C對，B錯；內(nèi)能要全部轉(zhuǎn)化為機械能，必須借助外界的幫助,因而一定會引起其他變化，故D錯,E對．］二、非選擇題(本題共3小題，共26分）5．（8分）有以下說法：A．氣體的溫度越高，分子的平均動能越大B．即使氣體的溫度很高，仍有一些分子的運動速度是非常小的C．對物體做功不可能使物體的溫度升高D．如果氣體分子間的相互作用力小到可以忽略不計，則氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E．一由不導(dǎo)熱的器壁做成的容器,被不導(dǎo)熱的隔板分成甲、乙兩室．甲室中裝有一定質(zhì)量的溫度為T的氣體，乙室為真空，如圖所示，提起隔板,讓甲室中的氣體進入乙室，若甲室中氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則提起隔板后當(dāng)氣體重新達到平衡時,其溫度仍為TF．空調(diào)機作為制冷機使用時，使熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外,所以制冷機的工作是不遵守?zé)崃W(xué)第二定律的G．對于一定量的氣體，當(dāng)其溫度降低時,速率大的分子數(shù)目減小，速率小的分子數(shù)目增加H．從單一熱源吸取熱量使之全部變成有用的機械功是不可能的其中正確的是________．[答案]ABEG6．(8分)制冷機是一種利用工作物質(zhì),使熱量從低溫物體傳到高溫物體的裝置，通過制冷機的工作可以使一定空間內(nèi)的物體溫度低于環(huán)境溫度并維持低溫狀態(tài)．夏天，將房間一臺正在工作的電冰箱的門打開，這是否可以降低室內(nèi)的平均溫度？為什么？[解析]不會降低室內(nèi)的平均溫度．若將一臺正在工作的電冰箱的門打開，盡管可以不斷向室內(nèi)釋放冷氣,但同時冰箱的箱體也向室內(nèi)散熱,就整個房間來說，由于外界通過導(dǎo)線不斷有能量輸入，室內(nèi)的溫度會不斷升高．[答案]見解析7．(10分)一輛汽車的發(fā)動機輸出功率為66.15kW，每小時耗(柴）油14kg，請計算發(fā)動機的效率．（柴油的燃燒值為4。3×107J/kg）[解析]計算發(fā)動機的熱效率可根據(jù)熱機效率的定義，先求出發(fā)動機做的有用功和消耗的燃料完全燃燒放出的能量，然后再求效率．發(fā)動機每小時做的功W＝Pt＝66150W×3600s＝2。38×108J完全燃燒14kg柴油放出的能量Q總＝