学粤教版选修33 3.4热力学第二定律 作业（4）.docx

2017-2018学年度粤教版选修3-3 3.4热力学第二定律 作业（4）1下列说法中正确的是_a. 分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小b. 布朗运动反映了气体或液体分子的无规则运动c. 食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性d. 做功和热传递在改变系统内能方面是不等价的e. 第二类永动机不违背能量守恒定律，因此是可能制成的2下列说法中,正确的是_ (填正确答案标号，选对1个给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0分 )a. 机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程b. 气体可以从单一热源吸收热量，全部用来对外做功c. 第二类永动机没有违反能量守恒定律，但违反了热方学第定律d. 热量可以从低温物体传到高温物体，但是不可能不引起其它变化e. 热力学温度升高1 k小于摄氏温度升高13如图所示，一绝热容器被隔板k隔开a、b两部分已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空抽开隔板k后，a内气体进入b，最终达到平衡状态在此过程中( )a. 气体对外界做功，内能减少 b. 气体不做功，内能不变c. 气体压强变小，温度降低 d. 气体压强变小，温度不变4当夏日炎炎时，我们使用空调来降低室内的温度，如图所示当冬日严寒时，我们又可以使用空调来提高室内的温度你觉得在使用的过程中，空调的风向应怎样调节最有利于整个室内温度尽快达到预设要求（ ）a. 夏天，应将空调出风口向上调节，让凉风向上吹出b. 冬天，应将空调出风口向上调节，让暖风向上吹出c. 无论夏天还是冬天，都应将空调出风口向下调节d. 空调出风口风向并不影响制冷或制热的效果，所以无论冬天、夏天均可随意调节5某家用电器正常工作时的功率约为2千瓦，它可能是（ ）a. 空调器b. 电冰箱c. 电视机d. 电风扇6在家庭电路中，空调机要比电风扇费电多了，则下列说法正确的是（ ）a. 空调机两端的电压大b. 电风扇两端的电压大c. 空调机和电风扇两端的电压一样大d. 无法确定两者的电压关系7下列有关热力学第二定律的说法正确的是（ ）a. 气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是可逆过程b. 第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的c. 空调既能制冷又能制热，说明热传递不具有方向性d. 一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小8关于热力学定律，下列说法正确的是()a. 一定量气体吸收热量，其内能一定增大b. 一定量气体吸收热量，其内能不一定增大c. 不可能使热量由低温物体传递到高温物体d. 第二类永动机不仅违反了热力学第二定律，也违反了能量守恒定律9以下说法正确的是：（ ）a. 2 时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动b. 分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小c. 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零d. 根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体10关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（ ）a. 只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以计算出气体分子的体积b. 悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动就越明显c. 一定质量理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大d. 第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律11如图所示，竖直放置的圆柱形绝热气缸内封闭着1mol单原子分子理想气体，气体温度为t0。活塞的质量为m，横截面积为s，与气缸底部相距h，现通过电热丝缓慢加热气体，活塞上升了h，已知1mol单原子分子理想气体内能表达式为，大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦，求：（1）加热过程中气体吸收的热量。（2）现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度。12家庭电路的电压是220v，某空调器处于制冷状态时的功率p1是22kw，送风状态时的功率p2是022kw，它们是交替运行的，现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示(1)空调器在前5min内处于什么状态？此时通过它的电流是多少？ (2)在一个周期内，空调器消耗的电能是多少度？ (3)在1h内，空调器消耗的电能是多少度？13下表所示为某品牌的空调器铭牌上的部分参数，其中kfrd表示该空调为家用分体式具有电辅热功能的冷暖空调器请根据表中的数据，回答下面的问题（已知：空气的密度为129kg/m3 ， 空气的比热容取103j/（kg）注：空调的电辅热功能有两方面的作用，一是在室外温度不太低时开启电辅热功能可以增加制热量，实现室内温度的快速提升，二是当室外温度很低，空调器的压缩机制热效能过低时，开启电辅热功能可以辅助制热，弥补单纯靠压缩机工作制热量不足的问题xxxkfrd23gw/z1分体式房间空调器电源iph220v50hz制冷运行制冷量2300w额定输入功率830w制热运行制热量2600w额定输入功率780w电热功率500w(1)如果房间的面积为15m2 ， 高度为26m，问：如果按照表中的数据工作，该空调器至少多长时间才能将室内的空气由10加热升高至20？ (2)在l中，若室外温度不太低，实际加热时间约为40min，则在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率约为多少？空调器总共消耗的电能为多少？ (3)该空调器在制冷时的额定输入功率为830w，而它的制冷量却是2300w，比输入功率还要大，这是为什么？14一间面积为30m2的房间内的空气质量约120kg，根据表中的数据可知，该空调机以最大功率进行制冷，在5min内可以使房间内的空气温度下降约多少假设房间与外界处于隔热状态，取空气的比热容c=10103j/（kg）15如图所示，为一汽缸内封闭的一定质量的气体的pv图线，当该系统从状态a沿过程acb到达状态b时，有335 j的热量传入系统，系统对外界做功126 j求：(1)若沿adb过程，系统对外做功42 j，则有多少热量传入系统？(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84 j，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？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1abc【解析】分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，故a正确；布朗运动反映了气体或液体分子的无规则运动，故b正确；组成晶体的离子或原子按一定的规律分布，具有空间上的周期性，故c正确；做功和热传递在改变系统内能方面是等价的，故d正确；第二类永动机违背热力学第二定律，是不可能制成的，故e错误。所以abc正确，de错误。2abd【解析】根据热力学第二定律知，机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程，故a正确；在外界的影响下，气体可以从单一热源吸收热量，全部用来对外做功，故b正确；第二类永动机没有违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故c错误；热量可以从低温物体传到高温物体，但是不可能不引起其它变化，故d正确；热力学温度升高1 k等于摄氏温度升高1，故e错误。所以abd正确，ce错误。3bd【解析】根据容器内的稀薄气体与外界没有热传递，q=0.稀薄气体向真空扩散没有做功，w=0.根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变。稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小。视频4a【解析】夏天使用空调是为了致冷，而冷的空气密度大，因此应将空调出风口向上调节，将其吹向高处，再让其自然下降，达到循环的目的，使室内均衡降温，故a正确，cd错误；冬天使用空调是为了致热，而热的空气密度小，因此应将空调出风口向下调节，将其吹向低处，再让其自然上升，达到循环的目的，使室内尽快暖起来，故b错误。 所以a正确，bcd错误。5a【解析】在家用电器中空调器的功率约为2000w；电冰箱的功率约为200w；电视机的功率约为120w；电风扇的功率约为60w，故a正确，bcd错误。6c【解析】家用电器之间都是并联的，根据并联电路电压的特点可知，空调机和电风扇两端的电压一样大，故选c正确，abd错误。7b【解析】气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故a错误第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违反了热力学第二定律，是制造不出来的故b正确热力学第二定律的内容可以表述为：热量不能自发的由低温物体传到高温物体而不产生其他影响，即只要产生其他影响，热量就能从低温物体传到高温物体故c错误一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行故d错误故选b.点睛：本题考查热力学第二定律的内容：一种表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响另一种表述是：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定律说明热的传导具有方向性第三种表述：第二类永动机是不可能制成的.8b【解析】做功与热传递是改变物体内能的两种方式，一定量的气体吸收热量，如果气体同时对外做功，气体内能不一定增大，故a错误b正确；不可能使热量自发地由低温物体传到高温物体，但在一定条件下温度可以从低温物体传到高温物体，如空调制热过程，c错误；第二类永动机不违反能量守恒定律但违反了热力学第二定律，d错误9b【解析】-2时水已经结为冰，虽然水分子热运动剧烈程度降低，但不会停止热运动，故a错误分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，选项b正确；气体的压强是大量气体分子对器壁频繁的碰撞的结果，与气体的重力无关，选项c错误；根据热力学第二定律可知，热量可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，选项d错误；故选b.10c【解析】知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可以算出每个气体分子占据空间的体积，但不是分子体积（分子间隙大），故a错误；悬浮在液体中的固体微粒越小，碰撞的不平衡性越明显，布朗运动就越明显，故b错误；根据可知，一定质量理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大，选项c正确；第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，但是不违反能量守恒定律，选项d错误；故选c.11（1）（2）【解析】（1）活塞平衡， ，气体对外做功由理想气体状态方程，解得由热力学第一定律，根据题干所给条件故（2）末态活塞平衡由理想气体状态方程，解得12（1）1a （2）0.385度 （3）1.54度【解析】试题分析：从图象中读出前5min内空调的功率，然后与制冷功率和送风功率比较，与其相等的，则为空调所处的状态；然后利用求出此时通过它的电流；由图象可知，一个周期为15min，送风时间为5min，制冷时间为10min，根据w=pt求出各自消耗的电能，两者之和即为空调器消耗的电能；1h内有4个周期，知道一个周期消耗的电能可求出4个周期消耗的电能。 （1）由图可知：空调在前5min内，其功率为p2=0.22kw，因此此时空调处于送风状态；根据p=ui可得，此时通过它的电流： （2）由图象可知，一个周期为15min，送风时间，制冷时间 ，则一个周期内，消耗的电能：（3）1h内有四个周期，则在1h内空调器消耗的电能：w总=w04=0.385度4=1.54度点睛：本题主要考查了空调制冷的计算问题，属于基础题。13（1）该空调器至少27min才能将室内的空气由10加热升高至20 （2）3.07105j（3）空调器在工作过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率 【解析】试题分析：由表可知空调的制冷功率，先根据m=v求出空调需要制冷空气的质量，再根据q=cmt求出空调需要吸收的热量；空调器在工作过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率。（1）室内空气体积：v=15m22.6m=39m3；空调需要制热空气的质量：m=v=1.29kg/m339m3=50.31kg；空调需要放出的热量：q放=c空气mt=1010350.31（2010）j=5.03105j由可得，将室内温度从10调升至20，需要的时间： （2）散热功率为： 空调器总共消耗的电能：w=pt=（500w+780w）460s=3.07105j（3）空调器在工作过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率。点睛：本题主要考查了对空调制冷机的相关计算，属于基础题。149【解析】试题分析：先计算出吸收的总热量，再根据q=cmt求出下降的温度。制冷机吸收的热量为：q=p制冷量t=3600w300s=1080000j，由q=cmt可得，在5min内可