高考热学典型与疑难问题过关训练

第三､四节热力学其次定律熵—无序程度的量度课标解读 (学生用书P66)重点阐释 (学生用书P67)1.对热力学其次定律的理解(1)热力学其次定律揭示了自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,热现象是与大量分子无规则运动相连系的,因此,自然界中存在的凡涉及与分子热运动有关的宏观过程都是有方向性的.(2)热力学其次定律说明自然界中各种不行逆过程都是相关联的,即由某一过程的不行逆性可推出另一过程的不行逆性.所以热力学其次定律的各种不同表述是完全等价的.(3)“不引起其他变更”的涵义是使热量从低温物体传递到高温物体或从单一热源汲取热量全部用来做功,必需通过第三者的帮助.这里的帮助是指供应能量等方式,否则是不行能实现的.2.热机热机是一种把内能转化为机械能的装置.热机对外做功W和它从热源汲取的热量Q的比值叫做热机的效率,即依据热力学其次定律开尔文表述:不行能从单一热源吸取热量,使之完全转变为有用功而不引起其它变更.所以即使没有任何漏气,摩擦等损失,热机的效率也达不到100%.3.两类永动机的比较(1)第一类永动机:不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功,由于它违反了能量的转化和守恒定律,所以第一类永动机是恒久不行能制成的.(2)其次类永动机:有人想制成这样的热机,它可以从单一热源中汲取热量并且可以全部用来做功,而不引起其它变更,这种人们假想的热机称为其次类永动机,这类永动机明显没有违反能量的转化和守恒定律,但同制造第一类永动机一样也都失败了,因为它违反了热力学其次定律.4.对熵和熵增加原理的理解(1)熵是反映系统无序程度的物理量,正如温度反映物体内分子平均动能大小一样,系统越混乱无序程度越大,这个系统的熵值就越大.(2)从微观的角度看,热力学其次定律是一个统计规律,一个孤立系统总是从熵值小的状态向熵值大的状态发展,而熵值较大代表着较为无序,所以自发的宏观过程总是向无序程度更大的方向发展.(3)对于绝热或孤立的热力学系统而言,所发生的是由非平衡态向着平衡态的变更过程,因此,总是朝着熵增加的方向进行.或者说,一个孤立系统的熵值恒久不会减小.这就是熵增加原理.(4)在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小,假如过程可逆,则熵不变;假如过程不行逆,则熵增加.5.热力学第肯定律与热力学其次定律的区分(1)热力学第肯定律揭示了做功和热传递对变更物体内能的关系,ΔU=W+Q,指明内能不仅可以在物体间转移,而且还能跟其它形式的能相互转化.热力学第肯定律是能量守恒定律在热学中的表达方式,是从能的角度揭示不同物质运动形式相互转化的可能性.热力学第肯定律指出:不消耗任何能量,就可以源源不断地对外做功的第一类永动机是不行能制成的.(2)热力学其次定律揭示了大量分子参加的宏观过程都具有方向性.热传递有方向性,内能不行能全部转化为机械能而不引起其它变更.虽然在任何过程中能量是守恒的,但并不是全部能量守恒的过程都能实现,因为能量的转化具有方向性,热力学其次定律指出:从单一热源汲取热量全部用来对外做功的其次类永动机是不行能制成的典例剖析(学生用书P68)题型一对热力学其次定律的理解例1: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.其次类永动机不行能制成,是因为违反了能量守恒定律D.不行能从单一热源汲取热量并把它全部用来做功,而不引起其它变更解析:依据热力学其次定律,热量不能自发地由低温物体传递给高温物体,但在肯定条件下,热量可以由低温物体传向高温物体,例如电冰箱工作的过程,选项A错.依据热力学第肯定律,物体内能的变更取决于汲取或放出的热量和做功的正､负两方面的因素,所以选项B错.其次类永动机不违反能量守恒定律,而违反了热力学其次定律,选项C错.选项D是热力学其次定律的表述形式之一,是正确的.答案:D规律技巧:驾驭热力学其次定律的两种表述,理解两种表述的等价性,理解不行逆过程的关联性;理解热力学其次定律的实质是自然界进行的全部涉及热现象的宏观过程都具有方向性.变式训练1:关于热机下列说法正确的是()A.热机是把内能转化为机械能的机械B.在不漏气,没有摩擦等没有任何能量损耗的条件下,热机效率能达到100%C.热机工作时须要两个热源,通过工作物质从高温热源汲取热量,一部分用来对外做功,一部分热量传给了低温热源D.历史上人们幻想制造一种热机,从单一热源吸取热量并使之完全转化为功而不产生其它影响.这类志向热机叫其次类永动机,是不行能制成的答案:ACD题型二热力学其次定律的微观意义例2:下列说法正确的是()A.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B.一切自然过程总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进行C.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵肯定不会增大D.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵可能减小答案:A解析:功转变为热是机械能转化为内能的过程,从微观的角度看,在机械运动中,分子主要沿同一方向运动;而在热运动中,分子无规则的向各个方向运动,机械能转变为内能的过程是大量分子从有序运动向无序运动转化的过程,热传导的过程也是使无序程度增大的过程.总之,一切不行逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行.这是热力学其次定律的微观本质,选项A正确,B错误.因为不行逆过程总是沿着无序程度增大的方向进行,而熵是无序程度大小的量度,所以在孤立系统中,一切不行逆过程总是沿着熵增加的方向进行,这就是熵增加原理,选项C､D错.规律技巧:热力学其次定律的微观本质是,一切不行逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行.这能很好的说明一切涉及热现象的宏观过程是不行逆的,具有方向性.熵增加原理与能量守恒定律具有同等重要的地位,都是对自然过程的一种限制.对于任何自然过程,总能量必定守恒,总熵必定增加.变式训练2:下列关于熵的有关说法错误的是()A.熵是系统内分子运动无序性的量度B.在自然过程中熵总是增加的C.热力学其次定律也叫做熵减小原理D.熵值越大表示系统越无序解析:依据熵的定义知A正确.从熵的意义上说,系统自发变更时总是向着熵增加的方向发展,B正确.从微观意义上看热力学其次定律也叫熵增加原理,C错.熵越大,系统越混乱,无序程度越大,D正确.故选C.答案:C课内针对性训练(学生用书P68)1.关于热力学其次定律,下列说法正确的是()A.热力学其次定律是通过试验总结出来的试验定律B.热力学其次定律是通过大量自然现象的不行逆性总结出来的阅历定律C.热力学其次定律是物理学家从理论推导得出来的结果D.由于热力其次定律没有理论和试验的依据,因此没有实际意义解析:热力学其次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阅历得到的结论,是一个阅历定律,它并不能通过理论和试验来证明,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,使人们相识到其次类永动机不行能制成,对我们相识自然和利用自然有着重要的指导意义.选项B正确.答案:B2.依据热力学其次定律,下列说法中正确的是()A.不行能从单一热源汲取热量并把它全部用来做功,而不引起其它变更B.机械能可以全部转化为内能,但内能不行能全部转化为机械能C.不行能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变更D.从单一热源汲取的热量全部变为功是可能的答案:ABCD3.下列说法正确的是()A.熵增加原理和能量守恒定律都是对自然过程的一种限制B.热力学其次定律的多种表述都是等效的C.熵增加的同时,一切不行逆过程总是使得能量渐渐丢失做功的本事,能量品质退化,这种现象称为能量退降D.由热力学其次定律可知,热机效率不行能达到100%答案:ABCD课外梯度练习(学生用书P69)A组基础学问强化训练1.关于永动机和热力学的探讨,下列叙述正确的是()A.其次类永动机违反能量守恒定律B.假如物体从外界汲取了热量,则物体的内能肯定增加C.外界对物体做功,则物体的内能肯定增加D.做功和热传递都可以变更物体的内能,但从能量转化或转移的观点来看这两种变更方式是有区分的答案:D解析:其次类永动机并不违反能量守恒定律,它不符合热力学其次定律,选项A错.依据热力学第肯定律,ΔU=Q+W可知,物体内能的变更由物体与外界交换的热量和与外界做功的状况两方面因素共同确定,选项B､C错.做功是机械能转化为内能,而热传递是物体间内能的转移,在变更内能的方式上是有区分的,选项D正确.2.依据热力学其次定律,下列推断正确的是()A.电流的能不行能全部变为内能B.在火力发电机中,燃气的内能不行能全部变为电能C.热机中,燃气内能不行能全部变为机械能D.在热传导中,热量不行能自发地从低温物体传递给高温物体解析:依据热力学其次定律可知,凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,内能不能全部转化为电能或机械能,选项B､C是正确的.热量不行能从低温物体传递给高温物体而不引起其它变更,选项D正确.由电流的热效应可知,选项A错误.答案:BCD3.如图所示,两个相通的容器P､Q间装有阀门K,P中充溢气体,Q内为真空,整个系统与外界没有热交换,打开阀门后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则()A.气体的体积膨胀,内能增加B.气体分子势能削减,内能增加C.气体分子势能增加,压强可能不变D.Q中气体不行能自发的全部退回到P中解析:当阀门K被打开,P中气体进入Q中,由于Q中为真空,且系统与外界没有热交换,所以气体内能不变,选项A､B错误.气体体积增大,温度不变,压强减小,选项C错误.由热力学其次定律可知,Q中气体不行能自发的全部退回到P中,所以D选项正确.答案:D4.如图所示为电冰箱原理示意图,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汲取箱体内的热量,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.热量可以自发的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肯定律D.电冰箱的工作原理违反热力学第肯定律解析:热力学第肯定律是包括内能在内的能量的转化和守恒定律,适用于全部的热学过程,选项C正确,D错误.依据热力学其次定律,热量不行能自发的从低温物体传到高温物体,必需借助于其它系统做功,选项A错误,B正确.答案:BC5.热力学其次定律有多种表述,下列表述正确的是()A.克劳修斯表述:不行能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变更B.开尔文表述:不行能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不引起其它变更C.普朗克表述:不行能制造一种机器,它把一重物提高,唯一付出的代价是使一个热源冷却D.其次类永动机是不行能制成的答案:ABCD6.下列所述过程哪些是不行逆的()A.在一绝热容器内盛有液体,不停地搅动它,使它温度上升B.一传热的容器内盛有液体,容器放在一恒温的大水池内,不停地搅动液体,可保持温度不变C.在一绝热容器内,不同温度的液体进行混合D.在一绝热容器内,不同温度的氦气进行混合解析:A是由功变为热,是不行逆过程;B过程中既有“功变热”又有“热传导”,也是不行逆过程;C液体的扩散是不行逆过程;D存在肯定温度差的热传导是不行逆过程.答案:ABCDB组学问实力提高训练7.下列说法中正确的是()A.任何物体的内能就是组成该物体的全部分子热运动动能的总和B.只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C.做功和热传递在变更内能的方式上是不同的D.满意能量守恒定律的物理过程都能自发进行答案:C8.下列说法正确的是()A.熵是热力学中的一个状态量B.人的学习过程随着学问的渐渐积累,引起认知系统总熵值变小C.因为能量守恒,所以无需节约能源D.熵值越大,无序程度越大答案:ABD9.下列说法正确的是()A.交通拥挤､堵塞,工业废气､汽车尾气造成空气污染,噪声污染,电磁污染,光污染,垃圾污染,说明在城市中熵值在增加B.水从高处流往低处是不行逆过程C.足球运动员在竞赛中摔倒造成粉碎性骨折,这一过程是不行逆过程,熵增加D.信息量多,熵较大答案:ABC3.空气的湿度:(1)空气的干湿程度可用单位体积空气所含有的水汽分子数,即水汽密度来表示,叫做空气的肯定湿度.(2)某温度时空气的肯定湿度和同一温度下饱和水汽压的百分比,叫做该温度下空气的相对湿度.二､饱和汽压与体积､温度的关系试验表明,对于同一种液体来说,它的饱和汽压随着温度的上升而增大,随着温度的降低而减小.在温度不变的状况下,饱和汽压不随体积的变更而变更.下面我们从微观角度对上述试验事实进行说明.题型二相对湿度的计算例2:假如空气的肯定湿度p=800Pa,当气温是20℃时,空气的相对湿度是多少?当气温是10℃时,空气的相对湿度是多少?已知20℃时水的饱和汽压为2338Pa,10℃时水的饱和汽压为1228Pa.点拨:(1)利用相对湿度公式进行计算时,只要找出两个压强;空气中水蒸气的压强,同温度下水的饱和汽压即可,留意两个气压单位要一样.(2)从本题计算可以看到,肯定湿度不变,温度降低时,相对湿度也会增大.针对性训练2:白天的气温是30℃,那么,空气里的相对湿度是60%.天气预报夜里的气温要降到20℃,那么,空气里的水蒸气会不会成为饱和汽?为什么?(30℃时,水的饱和汽压为4.24×103Pa,20℃时,水的饱和汽压为2.3×103Pa)规律方法总结(学生用书P56)1.饱和汽不遵守气体的试验定律,志向气体定律对饱和汽完全不适用.2.当饱和汽体积变更时,饱和汽的质量要随之变更.3.饱和汽压的大小不因有其他气体存在而有所变更.4.未饱和汽近似遵守志向气体定律.演练提升基础达标1.人对空气的干燥与潮湿的感觉()A.只与肯定湿度有关B.由相对湿度确定C.只与空气中水分子数密度有关D.只与空气的温度有关解析:人感觉”潮湿”还是”干燥”取决于水分蒸发的快慢.若水分蒸发快,人会感到”干燥”,而水分蒸发快慢取决于空气中水蒸气是接近饱和汽还是远离饱和汽,即相对湿度.相对湿度越小,蒸发越快,人感觉越干燥.答案:B2.对饱和蒸汽,下列说法正确的是()A.液面上的蒸气分子的密度不断增大B.液面上的蒸气分子的密度不断减小C.液面上的蒸气分子的密度不变D.液面上没有蒸气分子解析:达到饱和蒸汽时,液体与气体之间达到了动态的平衡,即相同的时间内回到水中的分子数等于从水面飞出的分子数,液面上蒸汽分子的密度不再变更.答案:C3.在相对湿度相同的状况下,比较可得()A.冬天的肯定湿度大B.夏天的肯定湿度大C.冬天的肯定湿度小D.夏天的肯定湿度小答案:BC4.对动态平衡说法不正确的是()A.当气态分子数密度增大到肯定程度时就会达到这样的状态B.在相同时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数C.此时,蒸气的密度不再增大,液体也不再削减D.蒸发的速度不再变更,以恒速蒸发解析:对水的蒸发过程进行推断,当达到动态平衡时,蒸发停止,D错误.答案:D5.下列说法中正确的是()A.在肯定温度下,同种液体的饱和汽的密度是肯定的B.饱和汽近似地遵守志向气体定律C.在潮湿的天气里,空气的相对湿度大,水蒸发得慢,所以洗了的衣服不简单晾干D.在肯定湿度相同的状况下,夏天比冬天的相对湿度大答案:AC6.将未饱和汽转化成饱和汽,下列方法可行的是()A.保持温度不变,减小体积B.保持温度不变,减小压强C.保持体积不变,降低温度D.保持体积不变,减小压强解析:保持温度不变,减小体积可以增大压强,使未饱和汽达到饱和汽压成为饱和汽;体积不变,降低温度,饱和汽压降低,也可以使未饱和汽的压强达到饱和汽压;体积不变,减小压强,使得饱和汽的温度降低,从而使饱和汽压降低.答案:ACD高考热学典型与疑难问题过关训练1、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.其次类永动机不行能制成,是因为违反了能量守恒定律D.不行能从单一热源汲取热量并把它全部用来做功,而不引起其它变更2、关于热机下列说法正确的是()A.热机是把内能转化为机械能的机械B.在不漏气,没有摩擦等没有任何能量损耗的条件下,热机效率能达到100%C.热机工作时须要两个热源,通过工作物质从高温热源汲取热量,一部分用来对外做功,一部分热量传给了低温热源D.历史上人们幻想制造一种热机,从单一热源吸取热量并使之完全转化为功而不产生其它影响.这类志向热机叫其次类永动机,是不行能制成的3、下列说法正确的是()A.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B.一切自然过程总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进行C.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵肯定不会增大D.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵可能减小4、下列关于熵的有关说法错误的是()A.熵是系统内分子运动无序性的量度B.在自然过程中熵总是增加的C.热力学其次定律也叫做熵减小原理D.熵值越大表示系统越无序5、关于热力学其次定律,下列说法正确的是()A.热力学其次定律是通过试验总结出来的试验定律B.热力学其次定律是通过大量自然现象的不行逆性总结出来的阅历定律C.热力学其次定律是物理学家从理论推导得出来的结果D.由于热力其次定律没有理论和试验的依据,因此没有实际意义6、依据热力学其次定律,下列说法中正确的是()A.不行能从单一热源汲取热量并把它全部用来做功,而不引起其它变更B.机械能可以全部转化为内能,但内能不行能全部转化为机械能C.不行能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变更D.从单一热源汲取的热量全部变为功是可能的7、下列说法正确的是()A.熵增加原理和能量守恒定律都是对自然过程的一种限制B.热力学其次定律的多种表述都是等效的C.熵增加的同时,一切不行逆过程总是使得能量渐渐丢失做功的本事,能量品质退化,这种现象称为能量退降D.由热力学其次定律可知,热机效率不行能达到100%8、关于永动机和热力学的探讨,下列叙述正确的是()A.其次类永动机违反能量守恒定律B.假如物体从外界汲取了热量,则物体的内能肯定增加C.外界对物体做功,则物体的内能肯定增加D.做功和热传递都可以变更物体的内能,但从能量转化或转移的观点来看这两种变更方式是有区分的9、依据热力学其次定律,下列推断正确的是()A.电流的能不行能全部变为内能B.在火力发电机中,燃气的内能不行能全部变为电能C.热机中,燃气内能不行能全部变为机械能D.在热传导中,热量不行能自发地从低温物体传递给高温物体10、如图所示,两个相通的容器P､Q间装有阀门K,P中充溢气体,Q内为真空,整个系统与外界没有热交换,打开阀门后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则()A.气体的体积膨胀,内能增加B.气体分子势能削减,内能增加C.气体分子势能增加,压强可能不变D.Q中气体不行能自发的全部退回到P中11、如图所示为电冰箱原理示意图,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汲取箱体内的热量,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.热量可以自发的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肯定律D.电冰箱的工作原理违反热力学第肯定律12、热力学其次定律有多种表述,下列表述正确的是()A.克劳修斯表述:不行能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变更B.开尔文表述:不行能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不引起其它变更C.普朗克表述:不行能制造一种机器,它把一重物提高,唯一付出的代价是使一个热源冷却D.其次类永动机是不行能制成的13、下列所述过程哪些是不行逆的()A.在一绝热容器内盛有液体,不停地搅动它,使它温度上升B.一传热的容器内盛有液体,容器放在一恒温的大水池内,不停地搅动液体,可保持温度不变C.在一绝热容器内,不同温度的液体进行混合D.在一绝热容器内,不同温度的氦气进行混合14、下列说法中正确的是()A.任何物体的内能就是组成该物体的全部分子热运动动能的总和B.只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C.做功和热传递在变更内能的方式上是不同的D.满意能量守恒定律的物理过程都能自发进行15、下列说法正确的是()A.熵是热力学中的一个状态量B.人的学习过程随着学问的渐渐积累,引起认知系统总熵值变小C.因为能量守恒,所以无需节约能源D.熵值越大,无序程度