2019-2020学年高中物理 第四章 能量守恒与热力学定律 第3节 宏观过程的方向性 第4节 热力学第二定律 第5节 初识熵随堂演练（含解析）教科版选修3-3

第5节 初识熵随堂检测1(多选)关于热传递的方向性，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热量一定不可能从低温物体传给高温物体解析：选ac.在有外力做功情况下，热量可以从低温物体传递给高温物体，而热量能自发地从高温物体传给低温物体，故a、c选项正确2(多选)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解析：选bcd.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他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而不产生其他影响在热传导中，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3(多选)电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明了()a热量能自发地从低温物体传给高温物体b在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体c热量的传导过程不具有方向性d在自发的条件下热量的传导过程具有方向性解析：选bd.一切自发过程都有方向性，如热传导，热量总是由高温物体自发地传向低温物体；又如扩散，气体总是自发地由密度大的地方向密度小的地方扩散如果在外界帮助下气体可以由密度小的地方向密度大的地方扩散，热量可以从低温物体传向高温物体，电冰箱就是借助外界做功把热量从低温物体冷冻食品传向高温物体周围的大气所以在回答热力学过程的方向性问题时，要区分是自发过程还是非自发过程，电冰箱内热量传递的过程是有外界参与的4(多选)对于孤立体系中发生的实际过程，下列说法中正确的是()a系统的总熵只能增大，不可能减小b系统的总熵可能增大，可能不变，还可能减小c系统逐渐从比较有序的状态向更加无序的状态发展d系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展解析：选ac.在孤立体系中发生的实际过程，其系统的总熵是增加的，它不可能减小，故a正确，b错误根据熵增原理，该系统只能是从比较有序的状态向更无序的状态发展，故c正确，d错误5关于热力学定律，下列说法正确的是_a气体吸热后温度一定升高b对气体做功可以改变其内能c理想气体等压膨胀过程一定放热d热量不可能自发地从低温物体传到高温物体e如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡解析：根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高，选项a错误对气体做功可以改变其内能，选项b正确理想气体等压膨胀过程，对外做功，由理想气体状态方程可知，气体温度升高，内能增大，故气体一定吸热，选项c错误根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，选项d正确根据热平衡定律，如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，选项e正确答案：bde6热力学第二定律常见的表述有两种：第一种表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体；第二种表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响图甲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乙根据你的理解，热力学第二定律的实质是什么？ 答案：如图所示 一切与热现象有关的宏观过程均具有方向性课时作业一、单项选择题1热传递的方向性是指()a热量只能从高温物体传到低温物体，而不能从低温物体传到高温物体b热量只能从低温物体传到高温物体，而不能从高温物体传递到低温物体c热量既能从高温物体传到低温物体，又可以从低温物体传递到高温物体d热量会自发地从高温物体传递到低温物体，而不会自发地从低温物体传递到高温物体解析：选d.热力学第二定律告诉我们：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，当提供能量让热机工作时，热量是可以从低温物体传到高温物体的，故能说明热传导具有方向性的事实，必须是自发的热传导现象，d选项正确2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，因此没有实际意义解析：选b.热力学第二定律是物理学家通过对大量自然现象的分析，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3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的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别d其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律解析：选b.热力学第一定律和热力学第二定律并不矛盾，对于机械能和内能的转化所具有的方向性也是存在的，故b选项正确4已知一个系统的两个宏观态甲、乙，及对应微观态的个数分别为较少、较多，则下列关于对两个宏观态的描述及过程自发的可能方向的说法中正确的是()a甲比较有序，乙比较无序，甲乙b甲比较无序，乙比较有序，甲乙c甲比较有序，乙比较无序，乙甲d甲比较无序，乙比较有序，乙甲解析：选a.一个宏观态对应微观态的多少标志了宏观态的无序程度，从中还可以推知系统自发的方向，微观态数目越多，表示越无序，一切自然过程总沿着无序性增大的方向进行，a对，b、c、d错5密闭隔热的房间内有一电冰箱，现接通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将()a降低b不变c升高 d无法判断解析：选c.电冰箱制冷过程中，使冰箱内的温度降低的同时，又使其外部温度升高(使冰箱内部内能转移到外部)，此过程不可能自发发生，必又消耗电能，此部分电能最终也转变为内能，因此从总能量的角度看，内能增加，室内温度上升二、多项选择题6以下说法正确的是()a满足能量守恒定律的宏观过程都是可以自发进行的b熵是物体内分子运动无序程度的量度c若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，密度不变d当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小解析：选bc.自然界中与热现象有关的宏观过程都具有方向性，故a错误；熵是物体内分子运动无序程度的量度，b正确；向下压缩时气体温度不变，饱和汽压值不变，密度不变，体积减小则水汽的质量变小，c正确；分子间的引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小，d错误7.如图所示为电冰箱的工作原理图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，那么，下列说法中正确的是()a在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量b在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量c在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸收热量d在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量解析：选ad.电冰箱的作用是把热量从温度较低的冰箱内部搬运到温度较高的外部，所以在电冰箱内部的管道内制冷剂应迅速膨胀吸热，在外部的管道内会被剧烈压缩而放热8根据热力学定律和分子动理论，可知下列说法正确的是()a可以利用高科技手段，将流散到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理想气体状态变化时，温度升高，气体分子的平均动能增大，气体的压强可能减小c布朗运动是液体分子的运动，温度越高布朗运动越剧烈d利用浅层海水和深层海水之间的温度差可以制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的解析：选bd.根据热力学第二定律知机械能可以完全转化为内能，而内能向机械能的转化是有条件的，a项错误温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，而气体压强大小宏观上取决于气体的温度与体积，温度升高，若体积增大，气体的压强可能减小，b项正确布朗运动是布朗颗粒的运动而非液体分子的运动，但它反映了液体分子运动的无规则性，温度越高，布朗运动越显著，c项错误利用浅层海水和深层海水之间的温度差可以制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，理论上满足热力学第一、第二定律，这在原理上是可行的，d项正确三、非选择题9成语“覆水难收”指的是一盆水泼出后是不可能再回到盆中的请从不同宏观态所对应的微观态数目不同这个角度，解释为什么水不会自发地聚到盆中解析：由于盆的形状确定，水在盆中所处的宏观态对应的微观态数目少，较为有序当把水泼出后，它的形状不受盆的限制，各种可能的形状都有，此时所处的宏观态对应的微观态数目将变得非常多，较为无序因为自发的过程总是从有序向着无序发展，所以水不会自发地聚到盆中答