学粤教版选修33 3.4热力学第二定律 作业（2）.docx

2017-2018学年度粤教版选修3-3 3.4热力学第二定律 作业（2）1如图所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，气缸固定不动。一条细线一端连结在活塞上，另一端跨过两个光滑的定滑轮后连结在一个小桶上，开始时活塞静止，现不断向小桶中添加细砂，使活塞缓慢向上移动(活塞始终未被拉出，气缸、周围环境温度不变)。则在活塞移动的过程中，下列说法正确的是a. 气缸内气体分子平均动能变小b. 气缸内气体的内能变小c. 气缸内气体的压强变小d. 气缸内气体向外界放热2一定质量的理想气体从状态a经过状态b变化到状态c，其vt图像如图所示，其中直线ab垂直于横轴，直线bc过坐标原点o，下列说法正确的有a. ab的过程中，气体对外界做功b. ab的过程中，气体放出热量c. bc的过程中，气体压强减小d. abc的过程中，气体内能增加3对于一定质量的气体，下列过程不可能发生的是（ ）a. 气体的压强增大，温度升高，气体对外界做功b. 气体的压强增大，温度不变，气体向外界放热c. 气体的压强减小，温度降低，气体从外界吸热d. 气体的压强减小，温度升高，外界对气体做功4根据热力学第二定律，下列说法中错误的是（ ）a. 电流的电能不可能全部变成内能b. 在火力发电中，燃气的内能不可能全部变为电能c. 在热机中，燃气的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5关于热现象和热力学规律，下列说法正确的是（ ）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100b. 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制作成功d. 在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体6一定质量的气体，不计分子之间作用力,在压缩过程中与外界没有热交换，则a. 外界对气体做功，温度降低，内能减小b. 外界对气体做功，温度升高，内能增大c. 气体对外界做功，温度降低，内能增大d. 气体对外界做功，温度升高，内能减小7据2006年12月12日报道，人们关心的青藏铁路贯通安然进入第一冬的运营，情况表明各项安全指标正常。这里面攻克冻土难关是最大的技术性课题。采用的技术路线为“主动降温，冷却地基，保护冻土”。其中一项措施被称为“热棒”的技术。如图所示，在路基内横向埋设水平管道，在冬季，管内工作介质由液态变为气态，冷空气在管内对流，加强了路基散发到空气中，这样有利于降低基底地温，提高冻土的稳定性。在暖季，热棒则停止工作。下列关于“热棒”工作原理的叙述中正确的是（ ）a. 冬季在水平管道中，液体介质变为气体，内能不变b. 冬季在水平管道中，液体汽化，吸收热量，降低了路基的温度c. 在暖季，热棒停止工作，这说明热量不可能由低温物传到高温物体d. 在暖季，热棒停止工作，防止热量由空气传到路基低部8如图所示，一个圆柱形气缸，中间有一隔板，板壁上有一孔，并有一闸门k，右侧有一不漏气的活塞p.开始时闸门k关闭，气缸左侧充有一些空气，活塞p位于气缸右侧，隔板与活塞p间为真空.气缸和隔板都是导热的。第一步：打开闸门k，空气将充满气缸的左右两侧；第二步：向左缓慢推动活塞p，直至紧挨隔板，关闭闸门k，然后再把活塞p拉至气缸右侧的初始位置。下列的说法中正确的是（）a. 经过这两步操作，气缸、活塞及缸内气体组成的系统又恢复到开始的状态，并且没有引起其他变化b. 第一步操作后，气体充满左右两侧的过程中，气体要从外界吸收热量c. 第二步操作过程中，气体要向外部散热d. 这整个过程中，有机械能向内能转化9如图所示，固定在地面上的水平汽缸内由活塞b封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用力可以忽略.假设汽缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变.若用外力f将活塞b缓慢地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，关于此汽缸内气体的下列结论，其中正确的是()a. 气体做等温膨胀，分子的平均速率不变，气体的压强不变b. 气体做等温膨胀，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变少c. 因为气体内能不变，所以气体从外界吸收的热能全用来对外做功d. 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10如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a下列说法正确的是（）a. 在过程ab中气体的内能增加 b. 在过程ca中外界对气体做功c. 在过程ab中气体对外界做功 d. 在过程bc中气体从外界吸收热量11一定质量的理想气体经历如图所示的ab、bc、ca三个变化过程，设气体在状态a、b时的温度分别为ta和tb，则ta_tb（填“大于” “等于”或“小于”）；气体从bc的过程中吸热950 j，则此过程中气体内能增加了_j12关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是_a压缩气体，气体温度可能降低b吸收了热量的物体，其内能一定增加c在一定条件下物体的温度可以降到 -270 d物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功e若两分子间距离减小，分子间作用力增大13关于热力学定律的说法正确的是（_）a机械功可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械功b热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体c做功和热传递具有相同的物理本质d热力学系统没有对外做功，物体吸热，物体的内能一定增加e若一定质量的某理想气体的内能增加，则其温度一定升高14下列说法中正确的是_。a.热量可以从低温物体传递到高温物体b.液体中悬浮的微粒越大，布朗运动越显著c.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点d.缓慢压缩一定量的理想气体，若此过程中气体温度不变，则外界对气体做正功但气体内能不变e.在两个分子间的距离由很远(r10-9m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小15关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)a.空气相对湿度越大时，水蒸发越快b.物体的温度越高，分子平均动能越大c.第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律d.两个分子的间距由无穷远逐渐减小到难以再减小的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大e.若一定量的理想气体对外膨胀做功50j，内能增加80j，则气体一定从外界吸收130j的热量16下列说法正确的是_ 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得j分。每选错1个扣3分最低得分为0分）a.当液体与大气接触时液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大b.布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动c.物体内热运动速率越大的分子数占分子总数的比例与温度有关d.自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生e. 一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，对外做功，分子平均动能增大试卷第5页，总5页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1c【解析】使活塞缓慢上升，气体的体积增大，根据理想气体的状态方程：pvt=c，可知气缸内气体的压强变小。由于是导热性能良好的气缸，而且使活塞缓慢向上移动，则此过程中气体的温度不变，所以气体的分子的平均动能不变。故ab错误，c正确；气体对外界做功，而气体的内能不变，所以气体吸收热量。故d错误。故选c.2b【解析】ab的过程中，温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律u=w+q知，w为正，则q为负，即气体放出热量，故a错误，b正确。因为v-t图线中，bc段的图线是过原点的倾斜直线，则程bc的过程中，压强不变，故c错误。a到b的过程中，温度不变，内能不变，b到c的过程中，温度降低，内能减小，则abc的过程中，气体内能减小，故d错误。故选b。【点睛】根据气体体积的变化判断气体对外界做功还是外界对气体做功，根据温度的变化判断气体内能的变化，结合热力学第一定律得出气体是吸热还是放热3d【解析】气体的温度升高，压强增大，体积可能膨胀，这个过程气体对外做功，a可能；气体的温度不变，压强增大，则气体体积减小，此过程外界对气体做功.由热力学第一定律，气体要向外界放热，所放的热量等于外界对气体做的功，b可能；气体的温度降低，压强减小，体积可能增大，这个过程气体对外做功，由热力学第一定律，从外界吸收热热量小于对外做功，则温度降低，c可能；当温度升高时，气体的压强减小，说明气体的体积一定变大，这个过程气体对外界做功，d不可能。4a【解析】a项：由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能，故a错误；b项：火力发电机发电时，能量转化的过程为内能-机械能-电能，因为内能-机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，b正确；c项：凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故c正确；d项：热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种表述的主要思想，故d正确。5d【解析】绝对零度是低温的极限，永远不可能达到；热机的效率也不可能达到100，选项a错误；热量是不可能自发地从低温物体传递给高温物体的，但在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体，故b错误，d正确；第二类水动机不能制成是因为它违反了热力学第二定律，选项c错误；故选d.点睛：解答本题需掌握：热力学第二定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零6b【解析】压缩气体，外界对气体做功，即， ，因为没有热交换，所以，故，即内能增大，由于忽略分子间作用力，即不计分子势能，所以分子内能只与温度有关，所以温度升高，b正确7bd【解析】冬季在水平管道中，液体介质变为气体，吸收热量，这样就降低了路基的温度，a错b正确；热量不可能由低温物体传到高温物体而不引起其他变化，c错；在暖季，热棒停止工作，水平管道中为液体介质，防止热量由空气通过对流传到路基底部，使路基温度升高，造成冻土融化，给行车造成威胁，d对。8cd【解析】气缸和隔板都是导热的，则封闭气体的温度始终与外界温度相同，即保持不变则内能保持不变，右侧为真空则第一步操作后气体将充满左右两侧但不做功，气体内能不变，气体既不从外部吸收热量也不放出热量，b错误；第二步向左缓慢推动活塞p，直至紧挨隔板，外界对气体做功，内能不变，根据热力学第一定律气体向外界放热，c正确；把活塞p拉至气缸右侧的初始位置时，活塞要克服大气压力做功，故存在机械能向内能的转化，d正确a错误。9bc【解析】因气缸导热，气体的温度不变，故气体的分子平均动能不变，内能不变；但由于气体压迫活塞，故气体对外做功，则由热力学第一定律可知，气体应吸热，且吸收的热量等于对外做功；气体的体积增大，则单位体积内的分子数减小；因体积增大，温度不变，故气体的压强减小，故ad均错误，bc正确；故选bc。10abd【解析】从a到b等容升压，根据pvtc可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，故a正确；在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故b正确；在过程ab中气体体积不变，根据w=pv可知，气体对外界做功为零，故c错误；在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律u=w+q可知，气体从外界吸收热量，故d正确；故选abd.点睛：本题主要是考查了理想气体的状态方程和热力学第一定律的知识，要能够根据热力学第一定律判断气体内能的变化与哪些因素有关（功和热量）；热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义；u为正表示内能变大，q为正表示物体吸热；w为正表示外界对物体做功11 等于 150【解析】根据图象，可得状态a、b时有：pava=pbvb，则可得ta等于tb；气体从bc的过程中压强不变，体积增大，则气体对外做功为w=pv=410542103j=800j，根据热力学第一定律u=q+w，可得此过程中气体内能增加了150 j。12acd【解析】压缩气体，外界对气体做正功，气体可能同时向外释放热，根据热力学第一定律可知物体内能可能减少，温度降低，a正确；若物体从外界吸收热量同时对外做功，根据热力学第一定律可知内能可能增加、减小、不变，b错误；270=3k，不是绝对零度，故在一定条件下物体的温度可以降到-270，c正确；根据热力学第二定律：物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功是可能的，当然会产生其他变化，d正确；物体中分子间距离减小时，分子力可能增大也可能减小，e错误13bde【解析】热量也可以全部转化为机械功；例如在等温膨胀过程中，系统吸收的热量全部转化为对外界做的功。选项a错误;根据热传递的规律可知热量能够自发地从高温物体传到低温物体；当外界对系统做功的时，可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去，致冷机（例如冰箱和空调）就是这样的装置。但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体。选项b正确；做功和热传递具有不同的物理本质，选项c错误；物体没有做功，即w0，物体吸热，q0，由热力学第一定律得知，物体的内能一定增加,选项d正确；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，选项e正确；故选bde。14acd【解析】a、根据热力学第二定律，不可能使热量从低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化，但在一定的条件下热量可以从低温物体传到高温物体，如空调，故a正确；b、悬浮微粒越小，受到液体分子撞击的冲力越不平衡，布朗运动越显著，故b错误；c、彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故c正确；d、缓慢压缩一定量的理想气体，气体体积减小，则外界对气体做正功，若此过程中气体温度不变，内能不变，故d正确；e、根据分子力与