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第三章 熱力學基礎(chǔ) 第四節(jié) 熱力學第二定律 A級　抓基礎(chǔ) 1．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互轉(zhuǎn)化都不具有可逆性 解析：熱力學第二定律反映的所有與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，A、D錯；熱量不是不能從低溫物體傳給高溫物體，關(guān)鍵是能否還產(chǎn)生其他影響，B錯；氣體擴散過程具有方向性，C對． 答案：C 2．熱力學定律表明自然界中進行的熱現(xiàn)象的宏觀過程(　　) A．有的只遵守熱力學第一定律 B．有的只遵守熱力學第二定律 C．有的既不遵守熱力學第一定律，也不遵守熱力學第二定律 D．所有的都遵守熱力學第一、第二定律 解析：熱力學第一、第二定律是熱力學的基本定律對所有涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都成立．故選項D正確，A、B、C錯誤． 答案：D 3．(多選)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)燃機不斷進行革新，它可以把燃料燃燒釋放的內(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)燃機也不可能把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能 解析：由熱機的定義可知A正確，B錯誤．內(nèi)燃機工作時內(nèi)能的損失有多種途徑，所以內(nèi)燃機不可能把燃料燃燒釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能，故D正確，C錯誤． 答案：AD 4．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(zhuǎn)化為內(nèi)能，反過來，可將內(nèi)能收集起來，再轉(zhuǎn)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．冰可以熔化成水，水也可以結(jié)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(guān)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(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性，其逆過程是不可能自發(fā)實現(xiàn)的，故B錯；冰熔化成水，水結(jié)成冰，伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，不是自發(fā)進行的，沒有違背熱力學第二定律． 答案：C 5．下列說法正確的是(　　) A．對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)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(zhuǎn)化為內(nèi)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(zhuǎn)化為內(nèi)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 6．如圖中氣缸內(nèi)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(nèi)能只與溫度有關(guān)，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(nèi)能轉(zhuǎn)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 7．(多選)下列關(guān)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(nèi)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(yīng)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 8．(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(jié)晶，關(guān)于這個過程下列敘述正確的是(　　) A．溶解過程是自發(fā)的，結(jié)晶過程也是自發(fā)的，因此熱力學第二定律是錯誤的 B．溶解過程是有序向無序轉(zhuǎn)變的過程 C．結(jié)晶過程是有序向無序轉(zhuǎn)變的過程 D．結(jié)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(jié)晶的過程，結(jié)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 9．(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(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象．關(guān)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(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成電能，電能則部分轉(zhuǎn)化成冷水的內(nèi)能 D．在實驗過程中，熱水的內(nèi)能只有部分轉(zhuǎn)化成電能，電能則全部轉(zhuǎn)化成冷水的內(nèi)能 答案：AB 10．(多選)下列宏觀過程能用熱力學第二定律解釋的是(　　) A．大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中而經(jīng)過一段時間大米、小米不會自動分開 B．將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會均勻擴散到整杯水中，經(jīng)過一段時間，墨水和清水不會自動分開 C．冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，不會將內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機械能而動起來 D．隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會使汽車熱機的效率達到100% 解析：熱力學第二定律反映的是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程的方向性的規(guī)律，A不屬于熱現(xiàn)象，A錯；由熱力學第二定律可知B、C、D正確． 答案：BCD 11．對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是(　　) A．溫度升高，分子的平均動能增大，每次碰撞對容器壁的作用力增大，壓強一定增大 B．體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，氣體的內(nèi)能一定增大 C．絕熱壓縮一定質(zhì)量的理想氣體時，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，壓強一定增大 D．一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨脹時，體積增大，熵減小 解析：對于一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高，但如果氣體體積增大，壓強不一定增大，A錯；體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，但如果對外放熱，氣體的內(nèi)能可能減小，B錯；孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展，D錯． 答案：C 12．(多選)下列關(guān)于晶體熔化的說法中正確的是(　　) A．在晶體熔化的過程中，溫度不變，分子熱運動的平均速率不變，則無序程度不變 B．晶體熔化時，由分子的平衡位置在空間較為規(guī)則排列，變?yōu)榉肿拥钠胶馕恢幂^為無序排列，則無序度增大 C．在晶體熔化的過程中，熵將保持不變 D．在晶體熔化的過程中，熵將增加 解析：在晶體熔化的過程中，分子的平衡位置由較有規(guī)則變?yōu)闊o規(guī)則，無序度增大，熵將增加，故B、D對． 答案：BD 13．用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定質(zhì)量的理想氣體，B為真空，現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體自動充滿整個容器(如圖乙所示)，這個過程稱為氣體的自由膨脹，下列說法正確的是(　　) 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)，能全部自動回到A部分 解析：由分子動理論知，氣體分子的熱運動是永不停息地做無規(guī)則運動，故選項A錯誤；由能量守恒定律知，氣體膨脹前后內(nèi)能不變，又因一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以氣體的溫度不變，故選項C正確；由＝常量，所以氣體壓強變小，故選項B錯誤；由熱力學第二定律知，真空中氣體膨脹具有方向性，在無外界影響的情況下，容器中的氣體不能自發(fā)地全部回到容器的A部分，故選項D錯誤． 答案：C