2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 熱力學(xué)第一定律 課時(shí)跟蹤檢測(十七)熱力學(xué)第二定律(含解析)粵教版選修3-3

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1、熱力學(xué)第二定律 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(kuò)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:選C 熱力學(xué)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(cuò);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(cuò);氣體擴(kuò)散過程具有方向性,C對。 2.我們絕不會(huì)看到:一個(gè)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)化為機(jī)械能,使這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)起來,其原因是(  ) A.違反了能量守恒定律 B.在任何條件下熱能都不可能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能

2、,只有機(jī)械能才能轉(zhuǎn)化成熱能 C.機(jī)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(jī)械能是有條件的 D.以上說法均不正確 解析:選C 機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能必須通過做功來實(shí)現(xiàn),故C正確。 3.[多選] 關(guān)于熱傳導(dǎo)的方向性,下列說法中正確的是(  ) A.熱量能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體 B.熱量能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體 C.在一定條件下,熱量也可從低溫物體傳給高溫物體 D.熱量一定不能從低溫物體傳給高溫物體 解析:選AC 熱量可自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體,但不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體。熱量要從低溫物體傳給高溫物體,必須借助外界的作用。B、D錯(cuò)

3、誤,A、C正確。 4.根據(jù)熱力學(xué)第二定律,下列判斷錯(cuò)誤的是(  ) A.電流的能不可能全部變?yōu)閮?nèi)能 B.在火力發(fā)電機(jī)中,燃?xì)獾膬?nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔? C.熱機(jī)中,燃?xì)鈨?nèi)能不可能全部變?yōu)闄C(jī)械能 D.在熱傳導(dǎo)中,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體 解析:選A 根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性,電流的能可全部變?yōu)閮?nèi)能(由電流熱效應(yīng)中的焦耳定律可知),而內(nèi)能不可能全部變成電流的能。機(jī)械能可全部變?yōu)閮?nèi)能,而內(nèi)能不可能全部變成機(jī)械能,在熱傳導(dǎo)中,熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體,而不能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體。 5.[多選](2016·全國卷Ⅰ

4、)關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說法正確的是(  ) A.氣體吸熱后溫度一定升高 B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能 C.理想氣體等壓膨脹過程一定放熱 D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 E.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡 解析:選BDE 根據(jù)熱力學(xué)定律,氣體吸熱后如果對外做功,則溫度不一定升高,說法A錯(cuò)誤。改變物體內(nèi)能的方式有做功和傳熱,對氣體做功可以改變其內(nèi)能,說法B正確。理想氣體等壓膨脹對外做功,根據(jù)=恒量知,膨脹過程一定吸熱,說法C錯(cuò)誤。根據(jù)熱力學(xué)第二定律,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,說法D正確。兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平

5、衡時(shí),溫度相等,如果這兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡,說法E正確。 6.[多選]下面關(guān)于熱力學(xué)第二定律微觀的說法正確的是(  ) A.從微觀的角度看,熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律 B.一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性減小的方向進(jìn)行 C.有的自然過程沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性增大的方向進(jìn)行,有的自然過程沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性減小的方向進(jìn)行 D.在任何自然過程中,一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減小 解析:選AD 一切自然過程總是向著無序性增大(熵增大)的方向進(jìn)行,故選項(xiàng)A、D正確。 7.[多選]如圖為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機(jī)工作時(shí),使制

6、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(shí)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?yàn)槠湎牧穗娔? 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 解析: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(cuò)誤;熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,要想使熱量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(cuò)誤,B正確。 8.如圖所示氣缸內(nèi)盛有定量的理想氣體,氣缸壁是導(dǎo)熱的,缸外環(huán)境保持恒定,活塞與

7、氣缸壁的接觸是光滑的,但不漏氣?,F(xiàn)將活塞桿與外界連接使其緩慢地向右移動(dòng),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,所以過程違反熱力學(xué)第二定律 B.氣體是從單一熱源吸熱,但并未全用來對外做功,所以此過程不違反熱力學(xué)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(xué)第二定律 D.以上三種說法都不正確 解析:選C 外界溫度均勻且恒定,符合單一熱源的觀念;又氣體溫度沒有變化,內(nèi)能沒有變化,則吸收的熱能的全部用來做功。但因?yàn)橄到y(tǒng)體積變化了,也就是說產(chǎn)生了其他影響,所以并沒

8、有違反熱力學(xué)第二定律。 9.根據(jù)熱力學(xué)定律,下列判斷正確的是(  ) A.我們可以把火爐散失到周圍環(huán)境中的能量全部收集到火爐中再次用來取暖 B.利用淺層海水和深層海水間的溫度差制造出一種熱機(jī),將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,這在原理上是可行的 C.制冷系統(tǒng)能將冰箱內(nèi)的熱量傳給外界較高溫度的空氣,而不引起其他變化 D.滿足能量守恒定律的客觀過程都可以自發(fā)地進(jìn)行 解析:選B 熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,所以說不能把散失的能量全部收集起來,A錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律,可知B正確;熱量從低溫物體傳給高溫物體時(shí)要發(fā)生其他變化,C錯(cuò)誤;只滿足能量守恒定律但不滿足熱力學(xué)第二定律的過程也

9、不可以發(fā)生,D錯(cuò)誤。 10.[多選]關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說法正確的是(  ) A.為了增加物體的內(nèi)能,必須對物體做功或向它傳遞熱量 B.對某物體做功,必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加 C.可以從單一熱源吸收熱量,使之完全變?yōu)楣? D.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體 解析:選AC 做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式,故選項(xiàng)A正確;由熱力學(xué)第一定律可知,當(dāng)物體和外界發(fā)生熱傳遞時(shí),雖對物體做功,但內(nèi)能可能減小,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由熱力學(xué)第二定律可知,C正確,D錯(cuò)誤。 11.用兩種不同的金屬絲組成一個(gè)回路,接觸點(diǎn)1插在熱水中,接觸點(diǎn)2插在冷水中,如圖所示,電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象。這

10、一實(shí)驗(yàn)是否違反熱力學(xué)第二定律?熱水和冷水的溫度是否會(huì)發(fā)生變化?簡述這一過程中能的轉(zhuǎn)化情況。 解析:溫差發(fā)電現(xiàn)象中產(chǎn)生了電能是因?yàn)闊崴械膬?nèi)能減少,一部分轉(zhuǎn)化為電能,一部分傳遞給冷水,不違反熱力學(xué)第二定律。 答案:不違反。熱水溫度降低,冷水溫度升高。轉(zhuǎn)化效率低于100%。 12.某臺(tái)汽油內(nèi)燃機(jī)工作時(shí),每小時(shí)消耗燃料m(kg),該燃料的燃燒值為Q0(kJ/kg),而燃料燃燒時(shí)只有70%熱量傳給了工作物質(zhì)——混合氣體。該汽油內(nèi)燃機(jī)因此而獲得機(jī)械能為P(kW)。求這臺(tái)熱機(jī)的效率。 解析:每小時(shí)消耗燃料m(kg), 放出的熱量為Q1=mQ0=103mQ0(J), 傳給工作物質(zhì)的熱量為Q2=Q1×70%=700mQ0(J), 其中轉(zhuǎn)化的機(jī)械能為W=Pt=3.6×103P(J), 這臺(tái)熱機(jī)的效率η=×100%。 答案:×100% - 4 -

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