七大定律题目讲解及答案

七大定律题目讲解及答案姓名：_____ 准考证号：_____ 得分：__________

七大定律题目讲解及答案

一、选择题(每题2分，总共10题)

1.根据热力学第一定律，下列哪个说法是正确的？

A.能量可以凭空消失

B.在孤立系统中，能量总量保持不变

C.功可以完全转化为热量，但热量不能完全转化为功

D.热机的效率可以达到100%

2.热力学第二定律的克劳修斯表述是？

A.热量可以自发地从低温物体传到高温物体

B.不可能制造出一种循环动作的热机，只从单一热源取热，使之完全变成有用的功而不产生其他影响

C.在任何循环过程中，热机从高温热源吸热和向低温热源放热的比值是一个常数

D.热机的效率只与高温热源和低温热源的温度有关

3.热力学第三定律的内容是？

A.绝对零度不可能达到

B.在绝对零度时，理想气体的熵为零

C.热机的效率不可能达到100%

D.热量不能自动地从低温物体传到高温物体

4.下列哪个过程是可逆的？

A.热量从高温物体传到低温物体

B.气体自由膨胀

C.理想气体等温膨胀

D.热机完成一个循环过程

5.熵是一个描述系统混乱程度的物理量，下列哪个说法是正确的？

A.熵在孤立系统中总是增加的

B.熵在孤立系统中总是减少的

C.熵在孤立系统中保持不变

D.熵只与系统的温度有关

6.热力学第二定律的统计意义是？

A.系统总是趋向于最概率最大的状态

B.系统总是趋向于最概率最小的状态

C.系统总是趋向于能量最小的状态

D.系统总是趋向于能量最大的状态

7.热机在一个循环过程中，从高温热源吸热1000焦耳，向低温热源放热600焦耳，热机的效率是多少？

A.60%

B.40%

C.20%

D.10%

8.下列哪个过程是等压过程？

A.气体在恒定压力下膨胀

B.气体在恒定温度下膨胀

C.气体在恒定体积下膨胀

D.气体在恒定熵下膨胀

9.热力学第二定律的开尔文表述是？

A.热量可以自发地从低温物体传到高温物体

B.不可能制造出一种循环动作的热机，只从单一热源取热，使之完全变成有用的功而不产生其他影响

C.在任何循环过程中，热机从高温热源吸热和向低温热源放热的比值是一个常数

D.热机的效率只与高温热源和低温热源的温度有关

10.熵增加原理适用于？

A.孤立系统

B.非孤立系统

C.只有可逆过程

D.只有不可逆过程

二、填空题(每题2分，总共10题)

1.热力学第一定律的数学表达式是________。

2.热力学第二定律的克劳修斯表述是________。

3.热力学第三定律的内容是________。

4.理想气体状态方程是________。

5.熵的单位是________。

6.热机的效率公式是________。

7.等温过程的特点是________。

8.等压过程的特点是________。

9.热力学第二定律的开尔文表述是________。

10.绝热过程的特点是________。

三、多选题(每题2分，总共10题)

1.下列哪些是热力学第一定律的应用？

A.热机的工作原理

B.热传导过程

C.热力学第二定律的推导

D.热力学第三定律的推导

2.下列哪些是热力学第二定律的表述？

A.热量可以自发地从低温物体传到高温物体

B.不可能制造出一种循环动作的热机，只从单一热源取热，使之完全变成有用的功而不产生其他影响

C.在任何循环过程中，热机从高温热源吸热和向低温热源放热的比值是一个常数

D.热机的效率只与高温热源和低温热源的温度有关

3.下列哪些是热力学第三定律的应用？

A.绝对零度不可能达到

B.在绝对零度时，理想气体的熵为零

C.热机的效率不可能达到100%

D.热量不能自动地从低温物体传到高温物体

4.下列哪些过程是可逆的？

A.热量从高温物体传到低温物体

B.气体自由膨胀

C.理想气体等温膨胀

D.热机完成一个循环过程

5.下列哪些是熵的性质？

A.熵在孤立系统中总是增加的

B.熵在孤立系统中总是减少的

C.熵在孤立系统中保持不变

D.熵只与系统的温度有关

6.下列哪些是热力学第二定律的统计意义？

A.系统总是趋向于最概率最大的状态

B.系统总是趋向于最概率最小的状态

C.系统总是趋向于能量最小的状态

D.系统总是趋向于能量最大的状态

7.下列哪些是等压过程的特点？

A.气体在恒定压力下膨胀

B.气体在恒定温度下膨胀

C.气体在恒定体积下膨胀

D.气体在恒定熵下膨胀

8.下列哪些是热力学第二定律的开尔文表述？

A.热量可以自发地从低温物体传到高温物体

B.不可能制造出一种循环动作的热机，只从单一热源取热，使之完全变成有用的功而不产生其他影响

C.在任何循环过程中，热机从高温热源吸热和向低温热源放热的比值是一个常数

D.热机的效率只与高温热源和低温热源的温度有关

9.下列哪些是绝热过程的特点？

A.没有热量交换

B.系统的熵不变

C.系统的体积不变

D.系统的温度不变

10.下列哪些是热力学定律的应用？

A.热机的工作原理

B.热传导过程

C.热力学第二定律的推导

D.热力学第三定律的推导

四、判断题(每题2分，总共10题)

11.热力学第一定律表明能量可以凭空产生。

12.热力学第二定律的克劳修斯表述是热量可以自发地从低温物体传到高温物体。

13.热力学第三定律的内容是绝对零度不可能达到。

14.理想气体状态方程是pV=nRT。

15.熵的单位是焦耳每开尔文。

16.热机的效率公式是η=1-Q/C。

17.等温过程的特点是系统的温度保持不变。

18.等压过程的特点是系统的压力保持不变。

19.热力学第二定律的开尔文表述是不可能制造出一种循环动作的热机，只从单一热源取热，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。

20.绝热过程的特点是系统没有热量交换。

五、问答题(每题2分，总共10题)

21.简述热力学第一定律的内容。

22.解释热力学第二定律的统计意义。

23.描述热力学第三定律的应用。

24.说明理想气体状态方程的意义。

25.解释熵增加原理。

26.计算一个热机从高温热源吸热1000焦耳，向低温热源放热600焦耳的效率。

27.描述等温过程的特点。

28.描述等压过程的特点。

29.解释热力学第二定律的开尔文表述。

30.描述绝热过程的特点。

试卷答案

一、选择题答案及解析

1.B

解析：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的体现，其表述为能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。A选项错误，因为能量不能凭空消失；B选项正确，因为在孤立系统中，能量总量保持不变；C选项错误，因为热量可以转化为功，但功不能完全转化为热量；D选项错误，因为根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到100%。

2.B

解析：热力学第二定律的克劳修斯表述为热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助外力。A选项错误；B选项正确；C选项描述的是热机效率的定义；D选项描述的是热机效率与温度的关系，但不是开尔文表述。

3.B

解析：热力学第三定律指出，当温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于一个常数，通常为0。A选项错误；B选项正确；C选项描述的是热力学第二定律的内容；D选项描述的是热力学第二定律的开尔文表述。

4.C

解析：可逆过程是指系统可以沿原路径逆过程返回，而不留下任何变化。A、B、D选项描述的都是不可逆过程；C选项中理想气体等温膨胀是可逆的。

5.A

解析：熵是系统混乱程度的量度，根据熵增加原理，孤立系统的熵总是增加的。B、C选项错误；D选项错误，因为熵与系统的温度有关，但不是唯一因素。

6.A

解析：热力学第二定律的统计意义是系统总是趋向于最概率最大的状态，即最混乱的状态。B、C、D选项描述的都是错误的方向。

7.B

解析：热机效率公式为η=1-Q/C，其中Q为从高温热源吸热，C为向低温热源放热。代入数据计算得到η=1-600/1000=40%。A、C、D选项计算错误。

8.A

解析：等压过程是指系统在恒定压力下进行的过程。B选项是等温过程；C选项是等容过程；D选项是等熵过程。

9.B

解析：热力学第二定律的开尔文表述为不可能制造出一种循环动作的热机，只从单一热源取热，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。A、C、D选项描述的是错误的内容。

10.A

解析：熵增加原理适用于孤立系统，非孤立系统熵可能减少。B、C、D选项描述的范围不正确。

二、填空题答案及解析

1.ΔU=Q+W

解析：热力学第一定律的数学表达式为ΔU=Q+W，其中ΔU为系统内能的变化，Q为系统吸收的热量，W为系统对外做的功。

2.热量不能自发地从低温物体传到高温物体

解析：热力学第二定律的克劳修斯表述为热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助外力。

3.当温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于一个常数，通常为0

解析：热力学第三定律的内容为当温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于一个常数，通常为0。

4.pV=nRT

解析：理想气体状态方程描述了理想气体的压强p、体积V、温度T和物质的量n之间的关系。

5.焦耳每开尔文

解析：熵的单位是焦耳每开尔文，表示每增加一开尔文的温度所增加的混乱程度。

6.η=1-Q/C

解析：热机效率公式为η=1-Q/C，其中Q为从高温热源吸热，C为向低温热源放热。

7.系统的温度保持不变

解析：等温过程的特点是系统的温度保持不变，尽管热量和功可能发生变化。

8.系统的压力保持不变

解析：等压过程的特点是系统的压力保持不变，尽管热量和体积可能发生变化。

9.不可能制造出一种循环动作的热机，只从单一热源取热，使之完全变成有用的功而不产生其他影响

解析：热力学第二定律的开尔文表述为不可能制造出一种循环动作的热机，只从单一热源取热，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。

10.没有热量交换

解析：绝热过程的特点是系统没有热量交换，尽管功和内能可能发生变化。

三、多选题答案及解析

1.A、B

解析：热力学第一定律的应用包括热机的工作原理和热传导过程。C、D选项描述的是热力学第二定律和第三定律的应用。

2.A、B

解析：热力学第二定律的表述包括热量不能自发地从低温物体传到高温物体和不可能制造出一种循环动作的热机，只从单一热源取热，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。C、D选项描述的是热机效率的定义和与温度的关系。

3.A、B

解析：热力学第三定律的应用包括绝对零度不可能达到和在绝对零度时，理想气体的熵为零。C、D选项描述的是热力学第二定律的内容。

4.C、D

解析：可逆过程包括理想气体等温膨胀和热机完成一个循环过程。A、B选项描述的是不可逆过程。

5.A、C

解析：熵的性质包括孤立系统的熵总是增加的和孤立系统的熵保持不变。B、D选项描述的是错误的情况。

6.A

解析：热力学第二定律的统计意义是系统总是趋向于最概率最大的状态，即最混乱的状态。B、C、D选项描述的是错误的方向。

7.A、B

解析：等压过程的特点包括气体在恒定压力下膨胀和气体在恒定温度下膨胀。C、D选项描述的是等容过程和等熵过程的特点。

8.B

解析：热力学第二定律的开尔文表述是不可能制造出一种循环动作的热机，只从单一热源取热，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。A、C、D选项描述的是错误的内容。

9.A、B

解析：绝热过程的特点包括系统没有热量交换和系统的熵不变。C、D选项描述的是等容过程和等温过程的特点。

10.A、B

解析：热力学定律的应用包括热机的工作原理和热传导过程。C、D选项描述的是热力学第二定律和第三定律的推导，不属于应用范畴。

四、判断题答案及解析

11.错误

解析：热力学第一定律表明能量守恒，能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。

12.错误

解析：热力学第二定律的克劳修斯表述是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助外力。

13.错误

解析：热力学第三定律的内容是当温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于一个常数，通常为0。

14.正确

解析：理想气体状态方程是pV=nRT，描述了理想气体的压强p、体积V、温度T和物质的量n之间的关系。

15.正确

解析：熵的单位是焦耳每开尔文，表示每增加一开尔文的温度所增加的混乱程度。

16.错误

解析：热机效率公式为η=1-Q/C，其中Q为从高温热源吸热，C为向低温热源放热。

17.正确

解析：等温过程的特点是系统的温度保持不变，尽管热量和功可能发生变化。

18.正确

解析：等压过程的特点是系统的压力保持不变，尽管热量和体积可能发生变化。

19.正确

解析：热力学第二定律的开尔文表述是不可能制造出一种循环动作的热机，只从单一热源取热，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。

20.正确

解析：绝热过程的特点是系统没有热量交换，尽管功和内能可能发生变化。

五、问答题答案及解析

21.简述热力学第一定律的内容。

解析：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的体现，其表述为能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。在热力学系统中，能量的变化等于系统吸收的热量加上系统对外做的功。

22.解释热力学第二定律的统计意义。

解析：热力学第二定律的统计意义是系统总是趋向于最概率最大的状态，即最混乱的状态。从微观角度看，系统总是趋向于最有可能出现的微观状态，因为这种状态的概率最大。

23.描述热力学第三定律的应用。

解析：热力学第三定律的应用包括绝对零度不可能达到和在绝对零度时，理想气体的熵为零。这个定律对于低温物理学的实验和理论非常重要，它限制了我们可以达到的最低温度。

24.说明理想气体状态方程的意义。

解析：理