学教科版选修33 4.4热力学第二定律 作业（4）.docx

2017-2018学年度教科版选修3-3 4.4热力学第二定律 作业（4）1如图所示，一定质量的理想气体，由状态a经状态b变化到状态c。设由a到b、由b到c的过程中，外界对气体做的功分别为w1、w2，气体从外界吸收的热量分别为q1、q2，则a. w1=0，w20 b. q10, q20c. |w1|+|w2|=|q1|+|q2| d. |w1|+|w2|0，故选项a正确；b、由图可知， 为等容变化，温度不断升高，要吸热，故q10； 为等温变化，温度不变，内能不变，但是外界对其压缩做正功，故要放热，即，故选项b错误；c、由解析b可知， 过程中温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，由于，而且从全过程看温度升高，内能增大，即有，故选项c错误，选项d正确。点睛：本题要知道各过程中气体如何变化，然后利用理想气体状态，并掌握热力学第一定律，能用来分析能量的变化，本题较好的考察了应用图象解决物理问题的能力。2ade【解析】a、针之所以能浮在水面，是由于水面存在表面张力的作用，故a正确； b、理想气体由于分子间距离大，相互间没有作用力，分子势能不计。内能只与温度有关，与体积无关，故b错误； c、空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和蒸汽压强之比，故c错误；d、温度是分子平均动能的标志，减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低，故d正确；e、可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但会引起其它变化，故e正确。故选：ade3ace【解析】根据热力学第二定律可知，热量可以从低温物体传递给高温物体，但要引起其他的变化，选项a正确；根据热力学第一定律可知，若物体放出热量，但外界对物体做功，则其内能可能增大，选项b错误；若两分子间的距离减小，则分子间的引力和分子间的斥力均增大，选项c正确；温度高的物体分子平均动能一定大，但是其内能不一定大，选项d错误；若分子间的作用力表现为斥力，则随分子间距离的减小，分子力做负功，则分子间的势能增大，选项e正确；故选ace.4bcd【解析】a、只要知道液体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，则摩尔体积除以阿伏伽德罗常数就是液体分子的体积但此处是气体，所以不对故a错误；b、悬浮在液体中的固体微粒越小，来自各方向的撞击抵消的越少，则布朗运动就越明显故b正确；c、一定质量的气体，保持气体的体积不变，则分子数密度一定，温度越高，分子热运动的平均动能越大，对器壁的平均撞击力越大，由得压强越大，故c正确；d、一定温度下，如果汽跟产生这个汽的液体处于动态平衡，这个汽叫做饱和汽饱和汽温度升高，饱和汽压强变大，温度降低时，饱和汽压强变小饱和汽压强与体积无关故d正确；e、第二类永动机不可能制成，但它也不违反了能量守恒故e错误；故选bcd.【点睛】已知气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，还要知道气体的摩尔质量，才能计算体积；布朗运动与固体颗粒大小，温度等有关；明确影响气体压强的微观因素是分子数密度和分子热运动的平均动能；第二永动机并未违反能量的转化与守恒，而是违反了热力学第二定律5bcd【解析】a、只要知道液体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，则摩尔体积除以阿伏伽德罗常数就是液体分子的体积但此处是气体，所以不对故a错误；b、悬浮在液体中的固体微粒越小，来自各方向的撞击抵消的越少，则布朗运动就越明显故b正确；c、一定质量的理想气体，则分子势能不变，保持气体的压强不变，温度越高，气体内能增大，则体积必须变大故c正确；d、一定温度下，如果汽跟产生这个汽的液体处于动态平衡，这个汽叫做饱和汽饱和汽温度升高，饱和汽压强变大，温度降低时，饱和汽压强变小饱和汽压强与体积无关故d正确；e、第二类永动机不可能制成，但它也不违反了能量守恒故e错误；故选bcd.【点睛】已知气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，还要知道气体的摩尔质量，才能计算体积；布朗运动与固体颗粒大小，温度等有关；一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大；温度升高时，饱和汽分子的平均动能增加，分子密度也增加第二永动机并未违反能量的转化与守恒，而是违反了热力学第二定律6bcd【解析】温度越高，分子的热运动平均速率一定越大，但每个分子热运动的速率不一定大，选项a错误；从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的，选项b正确；随着分子间距离的增大，分子间引力和斥力减小，选项c正确；浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现，选项d正确；根据热力学第二定律，机械能可能全部转化为内能，但是内能无法全部用来做功以转化，选项e错误；故选bcd.7ace【解析】液体的温度越高，分子无规则热运动越剧烈，故微粒布朗运动越显著，故a正确； “水黾”可以停在水面上，是液体表面张力作用的结果，故b错误；当分子之间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，只是斥力减小的更快，故c正确；晶体分为单晶体与多晶体，其中多的物理性质是各向同性的，而单晶体是各向异性，故d错误；第二类永动机不违反能量守恒定律，违反了宏观热学过程的方向性，不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响热机的效率不可以达到100%故e正确；故选ace.点睛：本题考查热力学第二定律、布朗运动与分子动理论的内容，其中对于热力学第二定律的几种不同的说法要能够正确理解并牢记8ace【解析】对于一定质量的理想气体，当温度升高时，分子的平均动能增大，由于体积不变，单体体积内的分子数不变，所以气体的压强就越大故a正确；空调机制冷时，把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外，引起了其他变化，要消耗电能，所以不能说明热传递不存在方向性，故b错误；一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，浮力很小，可以忽略不计，它能浮在水面上，这是水表面存在表面张力的缘故故c正确；分子间的引力和斥力是同时存在的，故d错误单晶体具有各向异性，是由于晶体微观结构排列规则决定的，故e正确故选ace点睛：解决本题的关键要掌握热力学基本知识，如热力学第二定律、分子动理论等，知道浮力与液体表面张力的区别9abe【解析】液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力，选项a正确； 由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，由l=3mna，可以估算出理想气体分子间的平均距离，选项b正确；分子平均动能大的物体的温度比分子平均动能小的物体的温度高，选项c错误；机械能能全部转化为内能，但是根据热力学第二定律可知，内能无法全部用来做功以转化成机械能，选项d错误；分子间的引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而减小，选项e正确；故选abe.10d【解析】由图象可知，b、c两点温度相同，vbvc，由玻意耳定律pv=c可知：pbpc；b、c两点温度相同，理想气体的内能相同，则uab=uac，由a到b过程中，气体体积变大，气体对外做功w，由热力学第一定律可知：uab=qabw；从a到c过程中，气体体积不变，气体不对外做功w=0，由热力学第一定律可知：uac=qac；而uab=uac，则qabw=qbc，则qabqac故d正确；故选d视频113.125g【解析】质量为50g、温度为-10的冰块，放进一杯0的水中，冰块吸收热量，水放出热量，最终形成一大块0摄氏度的丙，根据能量守恒定律，有：c冰m冰t=q水m水2.11030.0510=3.36105m水解得：m水=3.12510-3kg=3.125g点睛：从题中时间可以看出，由于水的熔化热远大于冰的比热，故用冷水融化冰是最快的方法12（i）（ii）【解析】（i）活塞在a位置时，pa=p1，va=sh1，ta=t1活塞在b位置时；vb=sh2压强为由理想气体状态方程得： 解得： （ii）活塞由b位置上升到c位置的过程为等压过程气体对活塞的压力一直为 气体对活塞做的功为解得： 【点睛】本题考查了气体实验定律和热力学第一定律的综合应用，解题关键是要分析好压强p、体积v、温度t三个参量的变化情况，选择合适的规律解决，应用热力学第一定律时注意过程中做功的正负13（1） (2) 【解析】()等压过程气体的压强为p1p0 则气体对外做功wp1s(2h)2(p0smg)h由热力学第一定律得uqw解得内能增加量uq2(p0smg)h()停止对气体加热后，活塞恰好下降了h，此时气体的温度为t2则初态p1p0，v13hs，热力学温度为t1末态p2p0，v22hs，热力学温度为t2由理想气体状态方程 解得t2 (1)t1点睛：解答本题关键要注意：（1）确做功与热量的正负的确定是解题的关键；（2）对气体正确地进行受力分析，求得两个状态的压强是解题的关键 14（1）tb=120k（2）3105 j【解析】（1）状态a到状态b为等容变化，代入数据得tb=120k（2）状态a到状态b为等容过程，外界对气体不做功；状态b到状态c： ta=tc，u=0由热力学第一定律代入数据得q=3105j即气体从外界吸收热量为3105j15（1）abc；（2）（i）1kg；（ii）210-6m3【解析】a、根据热力学第二定律，无论技术怎样改进，热机的效率都不能达到100%，故a正确；b、露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，故b正确；c、能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，说明能量虽然守恒，但是仍然要节约能源，故c正确；d、已知阿伏加德罗常数、某种气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子平均占据空间体积的大小，由