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第三章 熱力學基礎 第四節(jié) 熱力學第二定律 A級　抓基礎 1．下列說法中，正確的是(　　) A．一切形式的能量間的相互轉化都具有方向性 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象有關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，關鍵是能否還產生其他影響，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)下列關于熱機的說法中，正確的是(　　) A．熱機是把內能轉化成機械能的裝置 B．熱機是把機械能轉化為內能的裝置 C．只要對內燃機不斷進行革新，它可以把燃料燃燒釋放的內能全部轉化為機械能 D．即使沒有漏氣，也沒有摩擦等能量損失，內燃機也不可能把內能全部轉化為機械能 解析：由熱機的定義可知A正確，B錯誤．內燃機工作時內能的損失有多種途徑，所以內燃機不可能把燃料燃燒釋放的內能全部轉化為機械能，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．冰可以熔化成水，水也可以結成冰，這個現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)實現的，故B錯；冰熔化成水，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 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 6．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 7．(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，然后加入適當的糖后，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 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 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，這就是溫差發(fā)電現象．關于這一現象，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 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，不會將內能自發(fā)地轉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象有關的宏觀過程的方向性的規(guī)律，A不屬于熱現象，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，單位體積內的分子數增多，氣體的內能一定增大 C．絕熱壓縮一定質量的理想氣體時，外界對氣體做功，內能增加，壓強一定增大 D．一定質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，單位體積內的分子數增多，但如果對外放熱，氣體的內能可能減小，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中盛有一定質量的理想氣體，B為真空，現把隔板抽去，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，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，氣體膨脹前后內能不變，又因一定質量理想氣體的內能只與溫度有關，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