2019高中物理第十章課時4熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律微觀解釋(對點練鞏固練)(含解析)

課時4熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律的微觀解說[對點訓(xùn)練]知識點一·熱力學(xué)第二定律1．隔板將絕熱的汽缸分為A、B兩部分，A內(nèi)充有氣體，B內(nèi)為真空(如圖甲)?，F(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。以下說法正確的選項是()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)，能所有自動回到A部分答案C分析自由膨脹時，氣體其實不對外做功，絕熱容器又沒有熱量互換，所之內(nèi)能不變，則氣體的溫度保持不變。應(yīng)選C。2．以下說法中，正確的選項是()A．全部形式的能量間的互相轉(zhuǎn)變都擁有方向性B．熱量不行能由低溫物體傳給高溫物體C．氣體的擴散過程擁有方向性D．全部形式的能量間的互相轉(zhuǎn)變都不擁有可逆性答案C分析熱力學(xué)第二定律反應(yīng)的所有與熱現(xiàn)象相關(guān)的宏觀過程都擁有方向性，A、D錯誤；熱量不是不可以從低溫物體傳給高溫物體，重點能否還產(chǎn)生其余影響，B錯誤；氣體擴散過程擁有方向性，C正確。3．(多項選擇)以下說法正確的選項是()A．電冰箱內(nèi)的食品溫度比室內(nèi)溫度低，說明在必定條件下熱傳導(dǎo)也能夠由低溫物體向高溫物體進行B．內(nèi)能能夠轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能C．能量的耗散否認了能量的轉(zhuǎn)變與守恒定律D．能量的耗散說明自然界的宏觀過程有方向性答案

BD分析熱量從低溫物體向高溫物體傳達，一定得經(jīng)過做功等物理過程，電冰箱制冷的過程電流做功，故A錯誤；在必定條件下，內(nèi)能能夠轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，B正確；能量的耗散正說了然能量的轉(zhuǎn)變與守恒，耗散的能量轉(zhuǎn)變?yōu)槲矬w的內(nèi)能，這個過程有方向性，故C錯誤，D正確。4．以下說法正確的選項是()A．熱量只好從內(nèi)能高的物體傳達給內(nèi)能低的物體，而不可以從內(nèi)能低的物體傳達給內(nèi)能高的物體B．熱機的效率之所以小于100%，是因為設(shè)計、制造得不夠好C．因為能量守恒，所以不會存在能源危機D．以上說法均不正確答案D分析能發(fā)生熱傳達的條件是存在溫度差，而不是內(nèi)能差，與物體內(nèi)能的大小沒關(guān)，內(nèi)能與溫度是兩個完好不一樣的看法，內(nèi)能大的物體溫度不必定高，故A錯誤；依據(jù)熱機的原理，任何熱機都不行能把它獲取的內(nèi)能完好轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，它工作時，總要向低溫?zé)嵩?冷凝器等)放熱，故熱機的效率總小于100%，與設(shè)計制造的利害沒關(guān)，故B錯誤；能源是供給能量的資源，如煤、石油等，在人們利用能源的過程中，從能源物質(zhì)中獲取的能量一部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗冃枰臋C械能，一部分以熱量形式向外界放出，這些損失去的能量沒法回收再利用，又因為宏觀現(xiàn)象的不行逆性，即便宇宙間的總能量守恒，最后也會造成可利用的資源愈來愈少，人類面對能源危機，故C錯誤，D正確。5．第二類永動機________(“可能”或“不行能”)制成，這類永動機________(“違犯”或“不違犯”)能量守恒定律，但機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)變過程擁有________，機械能________(“能夠”或“不可以夠”)所有轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，內(nèi)能________(“能夠”或“不可以夠”)所有轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，而不惹起其余影響。答案不行能不違犯方向性能夠不可以夠分析第二類永動機違犯熱力學(xué)第二定律，不違犯能量守恒定律。6．熱力學(xué)第二定律常有的表述有以下兩種：第一種表述：熱量不可以自覺地從低溫物體傳到高溫物體；第二種表述：不行能從單調(diào)熱源汲取熱量并把它所有用來做功，而不惹起其余變化。圖甲是依據(jù)熱力學(xué)第二定律的第一種表述畫出的表示圖：外界對制冷機做功，使熱量從低溫物體傳達到高溫物體。請你依據(jù)第二種表述達成表示圖乙。依據(jù)你的理解，熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)是__________________________。答案以下圖全部與熱現(xiàn)象相關(guān)的宏觀過程都擁有方向性分析從高溫物體向低溫物體傳達熱量是經(jīng)過熱機的做功來達成的，熱機應(yīng)付外界做功。7．“熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不可以從低溫物體傳到高溫物體”這一說法能否正確？為何？答案這一說法是不正確的，熱力學(xué)第二定律是說熱量不可以自覺地從低溫物體傳向高溫物體。此說法中略去了“自覺地”，經(jīng)過外力做功能夠把熱量從低溫物體傳達到高溫物體，比如電冰箱制冷。知識點二·熱力學(xué)第二定律的微觀解說8．(多項選擇)以下對于熵的看法中，正確的選項是()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)概率較小的宏觀狀態(tài)C．在孤立系統(tǒng)中，一個自覺的過程老是向熵減少的方向進行D．熱力學(xué)第二定律的微觀實質(zhì)是熵是增添的，所以熱力學(xué)第二定律又叫熵增添原理答案

AD分析

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，一個自覺的過程老是向熵增添的方向進行，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)中的熵老是不會減少的，故D正確。應(yīng)選A、D。9．(多項選擇)對于有序和無序，以下說法正確的選項是()A．有序和無序不是絕對的B．一個“宏觀態(tài)”可能對應(yīng)著很多的“微觀態(tài)”C．一個“宏觀態(tài)”對應(yīng)著獨一的“微觀態(tài)”D．無序意味著各處同樣、均勻、沒有差異答案ABD分析無序意味著各處都同樣，均勻、沒有差異，有序則相反。有序和無序是相對的。系統(tǒng)的宏觀狀態(tài)對應(yīng)的微觀態(tài)的多少表現(xiàn)為宏觀態(tài)無序程度的大小，一個“宏觀態(tài)”可能對應(yīng)著很多的“微觀態(tài)”。故A、B、D正確。10．下邊對于熵的相關(guān)說法錯誤的選項是()A．熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運動無序性的量度B．在自然過程中熵老是增添的C．熱力學(xué)第二定律也叫做熵減小原理D．熵值越大代表著越為無序答案C分析假如過程是可逆的，則熵不變；假如不行逆，則熵是增添的，并且全部自然過程都是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行，C錯誤。11．(多項選擇)依據(jù)對熵的理解，以下說法正確的選項是()A．一個玻璃杯破裂后，玻璃渣雜亂地散落一地，此時無序性增添，我們也說熵增添B．一滴紅墨水滴到一杯清水中，紅墨水分子快速擴散，直至均勻，此時無序性增添，我們也說熵增添了C．下課鈴響了，同學(xué)們紛繁走出教室到達操場，進行課外活動，此時無序性增添，我們也說熵增添了D．植物生長是經(jīng)過光合作用將二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，明顯是更為有序了，但熵仍是增添了答案ABC分析玻璃杯開始是完好的，顯得很有序，但當玻璃杯破裂后，玻璃渣雜亂地散落一地，此時無序性增添了，依據(jù)熱力學(xué)第二定律的微觀解說可知玻璃杯的無序性增添了，也稱玻璃杯這個系統(tǒng)的熵增添了，故A正確，同理可知B、C正確；植物生長是經(jīng)過光合作用將二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，明顯是更為有序了，熵是減小了，故D錯誤。12．以下圖，質(zhì)量、溫度同樣的水，分別處于固態(tài)、液態(tài)隨和態(tài)三種狀態(tài)下，它們的熵的大小有什么關(guān)系？為何？答案氣態(tài)熵最大，液態(tài)次之，固態(tài)熵最小原由看法析分析依據(jù)大批分子運動對系統(tǒng)無序程度的影響，熱力學(xué)第二定律又有一種表述：由大量分子構(gòu)成的系統(tǒng)自覺變化時，老是向著無序程度增大的方向發(fā)展，起碼無序程度不會減少。這也就是說，任何一個系統(tǒng)自覺變化時，系統(tǒng)的熵要么增添，要么不變，但不會減少。質(zhì)量同樣、溫度同樣的水，能夠由固態(tài)自覺地向液態(tài)、氣態(tài)轉(zhuǎn)變，所以，氣態(tài)時的熵最大，其次是液態(tài)，固態(tài)時的熵最小。[提高訓(xùn)練]一、選擇題1．對于兩類永動機和熱力學(xué)兩大定律，以下說法正確的選項是()A．第二類永動機不行能制成是因為違犯了熱力學(xué)第必定律B．第一類永動機不行能制成是因為違犯了熱力學(xué)第二定律C．由熱力學(xué)第必定律可知做功不必定改變內(nèi)能，熱傳達也不必定改變內(nèi)能，但同時做功和熱傳達必定會改變內(nèi)能D．由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單調(diào)熱庫汲取熱量，完好變?yōu)楣σ彩强赡艿拇鸢?/p>

D分析

第一類永動機違犯能量守恒定律，第二類永動機違犯熱力學(xué)第二定律，

A、B錯誤；由熱力學(xué)第必定律可知

W≠0，Q≠0，但

U＝W＋Q能夠等于

0，C錯誤；由熱力學(xué)第二定律可知

D中現(xiàn)象是可能的，但不惹起其余變化是不行能的，

D正確。2．(多項選擇)依據(jù)熱力學(xué)第二定律，以下判斷正確的選項是

(

)A．熱機中燃氣的內(nèi)能不行能所有變?yōu)闄C械能B．電流的能不行能所有變?yōu)閮?nèi)能C．在火力發(fā)電機中，燃氣的內(nèi)能不行能所有變?yōu)殡娔蹹．在熱傳導(dǎo)中，熱量不行能自覺地從低溫物體傳達給高溫物體答案

ACD分析凡是與熱現(xiàn)象相關(guān)的宏觀現(xiàn)象都擁有方向性，不論采納任何設(shè)施和手段進行能量轉(zhuǎn)變，總按照“機械能可所有轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，而內(nèi)能不可以所有轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能”的規(guī)律，故A正確；火力發(fā)電機發(fā)電時，能量轉(zhuǎn)變的過程為內(nèi)能→機械能→電能，因為內(nèi)能→機械能的轉(zhuǎn)化過程中會對外放熱，燃氣的內(nèi)能不可以所有變?yōu)殡娔?，C正確；熱量從低溫物體傳給高溫物體不可以自覺地進行，一定有外界做功，結(jié)果會帶來其余影響，故D正確；由電流熱效應(yīng)的焦耳定律可知，電功可所有轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，故B錯誤。3．(多項選擇)對于熱力學(xué)第二定律的微觀意義，以下說法正確的選項是()A．大批分子無規(guī)則的熱運動能夠自動轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\動B．熱傳達的自然過程是大批分子從有序運動狀態(tài)向無序運動狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過程C．熱傳達的自然過程是大批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．全部自然過程老是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行答案CD分析分子熱運動是大批分子的無規(guī)則運動，系統(tǒng)的一個宏觀過程包括著大批的微觀狀態(tài)，這是一個無序的運動，依據(jù)熵增添原理，熱運動的結(jié)果只好使分子熱運動更為無序，而不是變?yōu)榱擞行颍瑹醾鬟_的自然過程從微觀上講就是大批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)變的過程，應(yīng)選C、D。4．跟著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源欠缺問題日顯突出，已對各國人民的平時生活造成了各樣影響，能源成為困擾世界經(jīng)濟發(fā)展的重要難題之一，以下相關(guān)能量轉(zhuǎn)變的說法中正確的是()A．不行能從單調(diào)熱源汲取熱量并把它所有用來做功，而不惹起其余變化B．只需對內(nèi)燃機精益求精，就能夠把內(nèi)燃機獲取的所有內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能C．知足能量守恒定律的物理過程都能自覺地進行D．外界對物體做功，物體的內(nèi)能必定增添答案A分析由熱力學(xué)第二定律的開爾文表述可知A正確；熱機效率總低于100%，故B錯誤；知足能量守恒定律的過程未必能自覺進行，故C錯誤；由熱力學(xué)第必定律U＝W＋Q可知，W>0，U不必定大于0，即內(nèi)能不必定增添，故D錯誤。5．(多項選擇)對“反水不收”的表達正確的選項是()A．盛在盆中的水是一種宏觀態(tài)，因盆的要素，對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)量較少，較為有序B．盛在盆中的水是一種宏觀態(tài)，因盆的要素，對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)量許多，較為無序C．潑出的水是一種宏觀態(tài)，因不受用具的限制，對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)量許多，較為無序D．潑出的水是一種宏觀態(tài)，因不受用具的限制，對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)量較少，較為有序答案AC分析全部自然過程老是從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，所以盆中的水是有序的，潑出去的水是無序的，應(yīng)選項A、C正確。6．(多項選擇)以下對于“永動機”的說法中正確的選項是()A．不用耗任何燃料，卻能絡(luò)繹不絕地對外做功的機器是絕對不可以制造成功的，因為它違反了能量的轉(zhuǎn)變和守恒定律B．只需不違反能量的轉(zhuǎn)變和能量守恒定律的機器老是能夠制造成功的C．只從單調(diào)熱源取熱，使之完好變?yōu)閷嵱霉Χ划a(chǎn)生其余影響的機器是能夠制造出來的D．熱效率是百分之百的熱機是絕對不行能制造出來的答案AD分析依據(jù)熱力學(xué)第必定律，不用耗任何燃料，卻能絡(luò)繹不絕地對外做功的機器是絕對不可以制造成功的，因為它違反了能量的轉(zhuǎn)變和能量守恒定律，故A正確；依據(jù)熱力學(xué)第二定律，不違反能量的轉(zhuǎn)變和能量守恒定律，可是只從單調(diào)熱源汲取熱量，使之完好變?yōu)閷嵱霉Χ划a(chǎn)生其余影響的機器是不行能制造出來的，故B、C錯誤；依據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱效率是百分之百的熱機是絕對不行能制造出來的，故D正確。7．對于熱力學(xué)定律和分子動理論，以下說法中正確的選項是()A．我們能夠利用高科技手段，將流散到四周環(huán)境中的內(nèi)能從頭采集起來加以利用而不惹起其余變化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)變?yōu)闄C械能，這在原理上是可行的C．在分子力作用范圍內(nèi)，分子力老是隨分子間距離的增大而減小D．溫度高升時，物體中每個分子的運動速率都將增大答案B分析由熱力學(xué)第二定律可知，A錯誤，B正確；由分子間作使勁與分子間距的關(guān)系可知，C錯誤；溫度高升時，物體中分子均勻動能增大，但其實不是每個分子的動能都增大，即其實不是每個分子的運動速率都增大，D錯誤。8．(多項選擇)以下對于晶體融化的說法中正確的選項是()A．在晶體融化的過程中，溫度不變，分子熱運動的均勻速率不變，則無序程度不變B．晶體融化時，分子的均衡地點由在空間的較為規(guī)則擺列，變?yōu)榉肿拥木獾攸c的較為無序擺列，則無序度增大C．在晶體融化的過程中，熵將保持不變D．在晶體融化的過程中，熵將增添答案BD分析在晶體融化的過程中，分子的均衡地點由較有規(guī)則變?yōu)闊o規(guī)則，無序度增大，熵將增添，故B、D正確。二、非選擇題9．熱量會自覺地從________傳給________，但不會自覺地從________傳給________，這說明：熱傳導(dǎo)的過程是有

________的，這個過程能夠向一個方向自覺地進行，

可是向相反的方向不可以

________地進行，要實現(xiàn)相反方向的過程，一定有

_________，因此產(chǎn)生__________或惹起________。答案高溫物體低溫物體低溫物體高溫物體方向性自覺'外力幫助影響能量的耗費分析由熱力學(xué)第二定律內(nèi)容可知，熱量不