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1、
第四節(jié) 熱力學第二定律
[A級 抓基礎]
1.第二類永動機不可能制成,是因為( )
A.違背了能量的守恒定律
B.熱量總是從高溫物體傳遞到低溫物體
C.機械能不能全部轉化為內能
D.內能不能全部轉化為機械能,同時不引起其他變化
解析:第二類永動機的設想并不違背能量守恒定律,但違背了“能量轉化過程是有方向性的”規(guī)律,故A錯、D正確.在引起其他變化的情況下,熱量可由低溫物體非自發(fā)地傳遞到高溫物體,故B錯.機械能可以全部轉化為內能,故C錯.
答案:D
2.下列說法中正確的是( )
A.電動機是把電能全部轉化為機械能的裝置
B.熱機是將內能全部轉化為機械能的裝置
2、C.隨著技術不斷發(fā)展,可以把內燃機得到的全部內能轉化為機械能
D.雖然不同形式的能量可以相互轉化,但不可能將已轉化成內能的能量全部收集起來加以完全利用
解析:由于電阻的存在,電流通過電動機時一定發(fā)熱,電能不能全部轉化為機械能,A錯誤;根據(jù)熱力學第二定律知,熱機不可能將內能全部轉化為機械能,B錯誤;C項說法違背熱力學第二定律,C錯誤,只有D正確.
答案:D
3.下列說法正確的是( )
A.熱力學第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性
B.電流流過導體轉化為內能,反過來,可將內能收集起來,再轉化成相同大小的電流
C.可以做成一種熱機,由熱源吸取一定的熱量而對外做功
D.冰可以熔
3、化成水,水也可以結成冰,這個現(xiàn)象違背了熱力學第二定律
解析:熱力學第二定律說明了一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀過程都是有方向性的,但并沒有否認以特殊方式利用能量的可能性,故A錯;功和內能的轉化具有方向性,其逆過程是不可能自發(fā)實現(xiàn)的,故B錯;冰融化成水,水結成冰,伴隨著能量的轉移,不是自發(fā)進行的,沒有違背熱力學第二定律.
答案:C
4.下列說法正確的是( )
A.對某物體做功,必定會使該物體的內能增加
B.第二類永動機雖然不違反能量守恒定律,但它是制造不出來的
C.電流的能不可能全部轉化為內能
D.熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體
解析:由ΔU=W+Q可知,A錯誤;第二類永動機違背了熱
4、力學第二定律,所以制造不出來,B正確;電流通過電阻做功電能可以全部轉化為內能,C錯誤;在一定條件下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體,D錯誤.
答案:B
5.如圖中氣缸內盛有定量的理想氣體,氣缸壁是導熱的,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)將活塞桿與外界連接,使其緩慢地向右移動,這樣氣體將等溫膨脹并通過桿對外做功.若已知理想氣體的內能只與溫度有關,則下列說法正確的是( )
A.氣體是從單一熱源吸熱,全用來對外做功,因此此過程違反熱力學第二定律
B.氣體從單一熱源吸熱,但并未全用來對外做功,所以此過程不違反熱力學第二定律
C.氣體是從單一熱源吸熱,全用來對外做
5、功,但此過程不違反熱力學第二定律
D.以上三種說法都不對
解析:熱力學第二定律從機械能與內能轉化過程的方向性來描述是: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.本題中如果沒有外界的幫助,比如外力拉動活塞桿使活塞向右移動,使氣體膨脹對外做功,導致氣體溫度略微降低,是不可能從外界吸收熱量的,即這一過程雖然是氣體從單一熱源吸熱,全用來對外做功,但引起了其他變化,所以此過程不違反熱力學第二定律.
答案:C
B級 提能力
6.(多選)下列關于熵的觀點中正確的是( )
A.熵越大,系統(tǒng)的無序度越大
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
6、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
解析:熵是系統(tǒng)內分子運動無序性的量度,熵越大,其無序度越大,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,無序度增大,熵值增大,選項C錯誤;自然過程中,無序程度較大的宏觀態(tài)出現(xiàn)的概率大,因而通向無序的渠道多,選項D正確.
答案:ABD
7.(多選)倒一杯熱水,然后加入適當?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晶,關于這個過程下列敘述正確的是( )
A.溶解過程是自發(fā)的,結晶過程也是自發(fā)的,因此熱力學第二定律是錯誤的
7、
B.溶解過程是有序向無序轉變的過程
C.結晶過程是有序向無序轉變的過程
D.結晶過程不是自發(fā)的,因為有外界的影響
解析:若系統(tǒng)是封閉的,則不會出現(xiàn)結晶的過程,結晶是由于水分的蒸發(fā)和溫度的降低,是外界因素的影響.
答案:BD
8.關于熱力學定律和分子動理論,下列說法正確的是( )
A.一定量氣體吸收熱量,其內能一定增大
B.不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體
C.若兩分子間距離增大,分子勢能一定增大
D.若兩分子間距離減小,分子間引力和斥力都增大
解析:據(jù)熱力學第一定律ΔU=W+Q可知氣體吸收熱量對外做功,內能不一定增大,A錯;熱量可以由低溫物體傳遞到高溫物體但要引起
8、其他變化,B錯;兩分子間距離減小,分子間引力和斥力都增大,D對;當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,距離增大,分子勢能減小,C錯.
答案:D
9.(多選)如圖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)地從冰箱內傳到冰箱外
B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界,是因為其消耗了電能
C.電冰箱的工作原理不違反熱力學第一定律
D.電冰箱的工作原理違反熱力學第一定律
解析:由熱力學第二定律可知A錯誤,B正確.熱力學第一定
9、律適用于所有的熱學過程,C正確,D錯誤.
答案:BC
10.(多選)用兩種不同的金屬絲組成一個回路,接觸點1插在熱水中,接觸點2插在冷水中,如圖所示,電流計指針會發(fā)生偏轉,這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象.關于這一現(xiàn)象,正確的說法是( )
A.這一實驗過程不違反熱力學第二定律
B.在實驗過程中,熱水一定降溫、冷水一定升溫
C.在實驗過程中,熱水內能全部轉化成電能,電能則部分轉化成冷水的內能
D.在實驗過程中,熱水的內能只有部分轉化成電能,電能則全部轉化成冷水的內能
答案:AB
11.熱力學第二定律指出:內能與機械能的轉化具有方向性.請結合熵的變化加以解釋.
解析:機械運動是宏觀情況下
10、物體在空間位置上的變化,物體運動狀態(tài)的變化完全遵循牛頓運動定律。這是一種有序的運動.熱運動是大量分子的無序運動。機械運動向熱運動的轉化,屬于從有序向無序的轉化,熵增加,符合熱力學規(guī)律,因此,機械能可以全部轉化為內能。反過程是熵值減小,不符合熵增加原理,因此內能不能全部轉化為機械能,而不引起其他變化.
答案:見解析
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