物理 33 104热力学第二定律 随堂练习 3套 有解析Word文档下载推荐.docx

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热力学第二定律说明了一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，但并没有否认以特殊方式利用能量的可能性，故A错；

功和内能的转化具有方向性，其逆过程是不可能自发实现的，故B错；

冰熔化成水，水结成冰，伴随着能量的转移，不是自发进行的，没有违背热力学第二定律．

C

4．（中档）关于热力学定律和分子动理论，下列说法中正确的是（　　）．

A．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化

B．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的

C．在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离的增大而减小

D．温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大

由热力学第二定律可知，A错误、B正确；

由分子间作用力与分子间距的关系可知，C项错误；

温度升高时，物体中分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，即并不是每个分子的运动速率都增大，故D项错误．

B

5．（基础）下列有关能量转化的说法中错误的是（　　）．

A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他的变化

B．只要对内燃机不断改进，就可以使内燃机的效率达到100%

C．满足能量守恒定律的物理过程都能自发的进行

D．外界对物体做功，物体的内能必然增加

由热力学第二定律的开尔文表述可知，A对，热机效率总低于100%，B错．满足能量守恒的过程未必能自发进行，因为还要看是否满足热力学第二定律，C错，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，W>

0，ΔU不一定大于0，即内能不一定增加，D错．

BCD

6．（中档）用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象．关于这一现象的正确说法是（　　）．

A．这一实验不违背热力学第二定律

B．在实验过程中，热水温度降低，冷水温度升高

C．在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能

D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能

自然界中的任何自然现象或过程都不违反热力学定律，本实验现象也不违反热力学第二定律，A正确；

整个过程中能量守恒且热传递有方向性，B正确；

在实验过程中，热水中的内能除转化为电能外，还升高金属丝的温度，内能不能全部转化为电能；

电能除转化为冷水的内能外，还升高金属丝的温度，电能不能全部转化为冷水的内能，C、D错误．注意与热现象有关的宏观现象的方向性，这是应用热力学第二定律的关键．

AB

7．（中档）关于空调机，下列说法正确的是（　　）．

A．制冷空调机工作时，热量从低温物体传到高温物体

B．制暖空调机工作时，热量从高温物体传到低温物体

C．冷暖空调机工作时，热量既可以从低温物体传到高温物体，也可以从高温物体传到低温物体

D．冷暖空调机工作时，热量只能从低温物体传到高温物体

空调机工作时，热量可以从低温物体传到高温物体，因为这里有外界做功．

ABC

8．（基础）下列说法中正确的是（　　）．

A．第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律

B．第二类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律

C．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的

D．热力学第二定律的两种表述是等效的

第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，A正确、B错误；

热力学第一定律与第二定律相辅相成，互相独立，C正确；

热力学第二定律的两种表述是等效的，D正确．

ACD

9．（基础）关于制冷机制冷过程的说法中，正确的是（　　）．

A．此过程违反了热力学第二定律

B．此过程没有违反热力学第二定律

C．此过程违反了能量守恒定律

D．此过程没有违反能量守恒定律

制冷机可以从低温物体吸收热量传给高温物体，但必须消耗电能．热力学第二定律并不否认热量可从低温物体传给高温物体，关键是“不产生其他影响”，A错误、B正确．任何物理过程都不违反能量守恒定律，C错误、D正确．

BD

10．（基础）关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（　　）．

A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%

B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的

C．第二类永动机遵从能量守恒故能做成

D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×

105J，同时空气向外界放出热量1.5×

105J，则空气的内能增加了0.5×

105J

由热力学第二定律知，B、C错；

绝对零度不可能达到，A错；

由热力学第一定律知D正确．

11．（中档）在相对封闭的空间环境中（如冰箱内的空间、公共卫生间等），常会充满异味，能否发明一种简单的除味装置，消除这些环境中的异味，且不引起其他的变化．请说明判断理由．

异味的产生是由带有异味的气体分子在空气中扩散造成的．根据热力学第二定律，这种由大量分子参与的宏观过程是具有方向性的．要逆着这个方向进行，就必然引起其他的变化，即在不引起其他变化的前提下，是不可能让这些带有异味的气体分子重新聚集在一起从而消除异味的．

见解析

12．（中档）如图所示是制冷机的工作原理图，试分析每个过程中工作物质的内能改变情况和引起改变的物理过程：

⇨

（1）　　　　　　

（2）　　　　　　（3）

（1）工作物质的内能________，是________的过程；

（2）工作物质的内能________，是________的过程；

（3）工作物质的内能________，是________的过程．

（1）活塞压缩气体做功，内能增加

（2）气体液化要放热，内能减小

（3）工作物质汽化，要吸收热量，内能增加．

（1）增加　做功　

（2）减小　放热　（3）增加　吸热

练习二

1．（基础）我们绝不会看到：

一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原因是（　　）

A．这违反了能量守恒定律

B．在任何条件下内能都不可能转化为机械能，只有机械能才会转化为内能

C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的

D．以上说法均不正确

机械能和内能可以相互转化，但必须通过做功来实现．由热力学第二定律可知，内能不可能全部转化成机械能，同时不引起其他变化．

2．（基础）下列说法正确的是（　　）

A．热量不能由低温物体传递到高温物体

B．外界对物体做功，物体的内能必定增加

C．第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律

D．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化

根据热力学第二定律，热量不能自发地由低温物体传递到高温物体，但在一定条件下，热量可以由低温物体传递到高温物体，例如电冰箱的工作过程，故选项A错．根据热力学第一定律，物体内能的变化取决于吸收或放出的热量和做功的正负两个因素，所以选项B错．第二类永动机不违反能量守恒定律，而违反了热力学第二定律，选项C错．选项D是热力学第二定律的表述形式之一，是正确的．

3．（基础）关于第二类永动机，下列说法正确的是（　　）

A．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机

B．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成

C．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能

D．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能，同时不引起其他变化

根据第二类永动机的定义可知A选项正确，第二类永动机不违反能量守恒定律，而是违反热力学第二定律，所以B选项错误．机械能可以全部转化为内能，内能在引起其他变化时可能全部转化为机械能，C选项错误，D选项正确．所以，该题的正确答案是A、D.

AD

4.（中档）如图所示，为电冰箱的工作原理示意图；

压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是（　　）

A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外

B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能

C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律

D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律

热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确，D错误；

再根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，A错误，B正确，故选B、C.

BC

5．下列过程中，可能发生的是（　　）

A．某工作物质从高温热源吸收20kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响

B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发跑进去，恢复原状

C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高

D．将两瓶不同液体自发混合，然后又自发地各自分开

根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传给高温物体，而不引起其他的变化，但通过一些物理过程是可以实现的，故C项对；

内能自发地全部转化为机械能是不可能的，故A项错；

气体膨胀具有方向性，故B项错；

扩散现象也有方向性．D项也错．

6．（基础）关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是（　　）

A．将地球上所有海水的温度降低0.2℃，以放出大量的内能供人类使用

B．布朗运动是液体分子的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则的运动

C．在热传递中，热量一定是从内能多的物体传向内能少的物体

D．在热传递中，热量一定是从温度高的物体流向温度低的物体

自然界一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，A、C错；

布朗运动不是液体分子的运动，而是固体颗粒的运动，B错．故只有选项D正确．

7．（基础）根据热力学定律，下列说法中正确的是（　　）

A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递

B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量

C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机

D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”

热力学第二定律有两种表述：

第一是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即自发热传递具有方向性，选项A中热量从低温物体传到高温物体是电冰箱工作的结果，选项A正确；

第二是不可能从单一热库吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他影响，即第二类永动机不存在，选项B正确，选项C错误；

由能量守恒定律知，能量总是守恒的，只是存在的形式不同，选项D错误．

8．（中档）如图中汽缸内盛有定量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是（　　）

A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律

B．气体从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律

C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律

D．以上三种说法都不对

热力学第二定律从机械能与内能转化过程的方向性来描述是：

不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．本题中如果没有外界的帮助，比如外力拉动活塞杆使活塞向右移动，使气体膨胀对外做功，导致气体温度略微降低，是不可能从外界吸收热量的，即这一过程虽然是气体从单一热源吸热，全用来对外做功，但引起了其他变化，所以此过程不违反热力学第二定律．

9．（基础）关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是（　　）

A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的

B．内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾

C．两条定律都是有关能量转化的规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别

D．其实，能量守恒定律已包含了热力学第一定律和热力学第二定律

热力学第一定律是能量守恒在热现象中的体现，而热力学第二定律则指出内能和其他形式能发生转化的方向性，两者并不矛盾，故A、C、D错误，B正确．

10．（中档）有以下说法：

A．气体的温度越高，分子的平均动能越大

B．即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速度是非常小的

C．对物体做功不可能使物体的温度升高

D．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关

E．一由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室．甲室中装有一定质量的温度为T的气体，乙室为真空，如图所示，提起隔板，让甲室中的气体进入乙室，若甲室中气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为T

F．空调机作为制冷机使用时，使热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的

G．对于一定量的气体，当其温度降低时，速度大的分子数目减小，速率小的分子数目增加

H．从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的

其中正确的是________．

ABEG

11．（中档）热力学第二定律常见的表述有以下两种：

第一种表述：

不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；

第二种表述：

不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．

图（a）是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图；

外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图（b）．根据你的理解，热力学第二定律的实质是________．

如图所示，

实质：

一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性．

12．（基础）什么是第二类永动机？

为什么第二类永动机不可能制成？

能够从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化的热机称为第二类永动机。

第二类永动机不可能制成的原因是因为机械能和内能转化过程具有方向性，尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其他变化．

练习三

1．（基础）第二类永动机不可能制成，是因为（　　）

A．违背了能量的守恒定律

B．热量总是从高温物体传递到低温物体

C．机械能不能全部转化为内能

D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化

第二类永动机的设想并不违背能量守恒定律，但却违背了涉及热量的能量转化过程是有方向性的规律。

故选项A错；

在引起其他变化的情况下，热量可由低温物体非自发地传递到高温物体。

故B错。

机械能可以全部转化为内能。

2．（中档）下列哪些过程具有方向性（　　）

A．热传导过程

B．机械能向内能的转化过程

C．气体的扩散过程

D．气体向真空中的膨胀

这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二定律的基本内涵，它们都是不可逆的，具有方向性。

ABCD

3．（基础）关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）

A．有可能达到80%B．有可能达到100%

C．有可能超过80%D．一定能达到100%

根据热力学第二定律，热机效率永远也达不到100%。

4．（基础）关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）

A．在一定条件下物体的温度可以降到0K

B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功

C．吸收了热量的物体，其内能一定增加

D．压缩气体总能使气体的温度升高

5．（基础）关于热传导的方向性，下列说法正确的是（　　）．

A．热量能自发地由高温物体传给低温物体

B．热量能自发地由低温物体传给高温物体

C．在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体

D．热量不可能从低温物体传给高温物体

在有外力做功的情况下，热量可以从低温物体传给高温物体，但热量只能自发地从高温物体传给低温物体．

6．（中档）根据热力学第二定律，下列判断正确的是（　　）．

A．电流的能不可能全部变为内能

B．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能

C．热机中，燃气内能不可能全部变为机械能

D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体

根据热力学第二定律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的能可全部变为内能（由焦耳定律可知），而内能不可能全部变成电流的能，而不产生其它影响．机械能可全部变为内能，而内能不可能全部变成机械能．在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体．

7．（中档）下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是（　　）

A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动分开

B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开

C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来

D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到100%

热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律，A不属于热现象，A错；

由热力学第二定律可知B、C、D正确。

8．（基础）关于热力学第二定律，下列说法正确的是（　　）

A．热力学第二定律是通过实验总结出来的实验定律

B．热力学第二定律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验定律

C．热力学第二定律是物理学家从理论推导得出来的结果

D．由于热力学第二定律没有理论和实验的依据，因此没有实际意义

热力学第二定律是物理学家通过对大量自然现像的分析，又总结了生产和生活经验得到的结论，是一个经验定律，它并不能通过理论和实验来证明，但它符合客观事实，因此是正确的，它揭示了宏观过程的方向性，使人们认识到第二类永动机不可能制成，对我们认识自然和利用自然有着重要的指导意义．

9．（基础）下列说法正确的是（　　）．

A．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律

B．第二类永动机违背了能量转化的方向性

C．自然界中的能量是守恒的，所以不用节约能源

D．自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源

第一类永动机违背了能量守恒定律；

第二类永动机违背了能量转化的方向性，故B、D选项正确．

10．（中档）制冷机是一种利用工作物质，使热量从低温物体传到高温物体的装置，通过制冷机的工作可以使一定空间内的物体温度低于环境温度并维持低温状态。

夏天，将房间一台正在工作的电冰箱的门打开，试分析这是否可以降低室内的平均温度？

为什么？

不会降低室内的平均温度。

若将一台正在工作的电冰箱的门打开，尽管可以不断向室内释放冷气，但同时冰箱的箱体向室内散热，就整个房间来说，由于外界通过导线不断有能量输入，室内的温度会不断升高。

11．（中档）一种冷暖两用型空调，铭牌标注：

输入功率1kW，制冷能力1.2×

104kJ/h，制热能力1.3×

104kJ/h。

这样，该空调在制热时，每消耗1J电能，将放出3J多热量，是指标错误还是能量不守恒？

都不是。

空调制冷（制热）靠压缩机做功，从室内（室外）吸收热量放到室外（室内）。

在制热时，放出的热量等于消耗的电能与从室外吸收的热量之和，完全可以大于电能消耗。

这既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律。

12．（中档）1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种怪现象：

把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温，另一个连接点放在火焰上加热，升到很高的温度时，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，表明闭合电路中产生了电流，这就是温差发电现象．问：

这一实验是否违反热力学第二定律？

简述这一过程中能的转化情况．

温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少，一部分转化为电能，一部分传递给冷水，转化效率低于100%，所以不违反热力学第二定律．