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2019-2020年高中物理課時跟蹤檢測十四熱力學(xué)第二定律熵-無序程度的量度魯科版 一、選擇題 1．(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以實現(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 2．下列敘述中正確的是(　　) A．對一定質(zhì)量的氣體加熱，其內(nèi)能可能減小 B．在任何系統(tǒng)中，一切過程都朝著熵增加的方向進行 C．物體的溫度升高，分子熱運動變得劇烈，每個分子動能都增大 D．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不可能從低溫物體傳到高溫物體 3．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)化為動能而運動起來。其原因是(　　) A．這違反了能量守恒定律 B．在任何條件下內(nèi)能都不可能轉(zhuǎn)化成機械能，只有機械能才會轉(zhuǎn)化成內(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．以上說法均不正確 4．在下列四個過程中，可能發(fā)生的是(　　) A．某物體從高溫?zé)嵩次?0 kJ的熱量，全部轉(zhuǎn)化為機械能，而沒有產(chǎn)生任何其他影響 B．打開一高壓密閉容器，容器內(nèi)的氣體自發(fā)流出后又自發(fā)流回該容器里去，恢復(fù)原狀 C．以引起其他變化為代價，使低溫物體的溫度更低，高溫物體的溫度更高 D．兩瓶不同液體自發(fā)地互溶過程是朝著熵減小的方向進行的 5.如圖1所示，兩個相通的容器P、Q間裝有閥門K，P中充滿氣體，Q內(nèi)為真空，整個系統(tǒng)與外界沒有熱交換，打開閥門后，P中的氣體進入Q中，最終達(dá)到平衡，則(　　) 圖1 A．氣體的體積膨脹，內(nèi)能增加 B．氣體分子勢能減少，內(nèi)能增加 C．氣體分子勢能增加，壓強可能不變 D．Q中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中 6．(多選)如圖2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(　　) 圖2 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 二、非選擇題 7．如圖3甲、乙、丙所示，質(zhì)量、溫度相同的水，分別處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)下，它們的熵的大小有什么關(guān)系？為什么？ 圖3 8．熱力學(xué)第二定律常見的表述有兩種。第一種表述：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；第二種表述：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。 圖4 如圖4甲所示是根據(jù)熱力學(xué)第二定律的第一種表述畫出的示意圖：外界對制冷機做功，使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體。 (1)請你根據(jù)第二種表述完成示意圖乙。 (2)根據(jù)你的理解，熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)是__________________________。 答案 1．選AC　由熱力學(xué)第二定律的物理意義知，A、C正確，D錯誤。不違背能量守恒定律的物理過程，如果違背熱力學(xué)第二定律，也是無法實現(xiàn)的，故B錯誤。 2．選A　根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，A對；在孤立系統(tǒng)中，一切不可逆過程必然朝著熵增加的方向進行，故B錯；物體的溫度升高時，并不是每個分子動能都增大，故C錯；熱量可以從低溫物體傳到高溫物體(引起其他變化)，D錯。 3．選C　此現(xiàn)象說明了機械能和內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化的方向性，并不違反能量守恒定律，因此，C正確，A、B、D錯誤。 4．選C　A錯，違反了熱力學(xué)第二定律；由于自發(fā)過程的方向性，可知B是錯誤的，C正確。液體自發(fā)的互溶過程是不可逆過程，必然是朝著熵增加的方向進行的，故D錯。 5．選D　當(dāng)閥門K被打開，P中氣體進入Q中，由于Q中為真空，且系統(tǒng)與外界沒有熱交換，所以氣體內(nèi)能不變，選項A、B錯誤。氣體體積增大，溫度不變，壓強減小，選項C錯誤。由熱力學(xué)第二定律可知，Q中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中，所以選項D正確。 6．選BC　熱力學(xué)第一定律適用于所有的熱學(xué)過程，C正確，D錯誤；由熱力學(xué)第二定律可知，A錯誤，B正確。 7．解析：S氣>S液>S固。根據(jù)大量分子熱運動對系統(tǒng)無序程度的影響，熱力學(xué)第二定律又有一種表述：由大量分子組成的系統(tǒng)自發(fā)變化時，總是向著無序程度增加的方向發(fā)展，至少無序程度不會減少。也就是說，任何一個系統(tǒng)自發(fā)變化時，系統(tǒng)的熵要么增加，要么不變，但不會減少。質(zhì)量、溫度相同的水，可以由固態(tài)自發(fā)地向液態(tài)、氣態(tài)轉(zhuǎn)化，由液態(tài)向氣態(tài)轉(zhuǎn)化，所以，氣態(tài)時的熵最大，其次是液態(tài)，固態(tài)時的熵最小。 答案：S氣>S液>S固　原因見解析 8．解析：熱機是能夠從熱源吸收熱量，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。由熱力學(xué)第二定律知熱機的效率不可能達(dá)到100%，即熱機工作時必定存在向低溫物體的散熱。熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)是一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性。 答案：(1)示意圖如圖所示。 (2)一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性