高中物理第4章44描述無(wú)序程度的物理量知能優(yōu)化訓(xùn)練滬科版選修3-3

1．關(guān)于熱傳導(dǎo)的方向性，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A．熱量能自覺(jué)地由高溫物體傳給低溫物體B．熱量能自覺(jué)地由低溫物體傳給高溫物體C．在必然條件下，熱量也能夠從低溫物體傳給高溫物體D．熱量必然不能能從低溫物體傳給高溫物體解析：選AC在有外力做功的情況下，熱量能夠從低溫物體傳給高溫物體，而熱量只能自覺(jué)地從高溫物體傳給低溫物體．2．關(guān)于孤立系統(tǒng)中發(fā)生的實(shí)質(zhì)過(guò)程，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A．系統(tǒng)的總熵只能增大或不變，不能能減小B．系統(tǒng)的總熵可能增大，可能不變，還可能減小C．系統(tǒng)逐漸從比較有序的狀態(tài)向更加無(wú)序的狀態(tài)發(fā)展D．系統(tǒng)逐漸從比較無(wú)序的狀態(tài)向更加有序的狀態(tài)發(fā)展解析：選AC依照熵增加原理，在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減少可知，A對(duì)，B錯(cuò)．依照熱力學(xué)第二定律的微觀講解可知，所有自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行，因此C對(duì)，D錯(cuò)．3．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不能能制成，這是由于A．它違反了能量守恒定律B．熱量總是從高溫物體傳達(dá)到低溫物體C．機(jī)械能不能能所有轉(zhuǎn)變成內(nèi)能D．內(nèi)能不能夠所有轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化解析：選D第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)的設(shè)想誠(chéng)然吻合能量守恒定律，但是違反了能量轉(zhuǎn)變過(guò)程中，有些過(guò)程是不能逆的規(guī)律，因此不能能制成，應(yīng)選D4．熱力學(xué)第二定律常有的表述有兩種．第一種表述：不能能使熱量由低溫物體傳達(dá)到高溫物體，而不引起其他變化；第二種表述：不能能從單一熱源吸取熱量并把它所實(shí)用來(lái)做功，而不引起其他變化．圖4－3－4甲是依照熱力學(xué)第二定律的第一種表述畫(huà)出的表示圖：外界對(duì)制冷機(jī)做功，使熱量從低溫物體傳達(dá)到高溫物體．

請(qǐng)你依照第二種表述完成表示圖乙．

依照你的理解，熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是

________．圖4－3－4解析：表示圖以下列圖．答案：所有與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都擁有方向性．一、選擇題1．2022年廊坊高二檢測(cè)熱力學(xué)第二定律指出A．不能能使熱量由低溫物體傳達(dá)到高溫物體B．不能能從單一熱源吸取熱量并把它所實(shí)用來(lái)做功C．熱機(jī)效率η≤1D．大量分子參加的宏觀過(guò)程擁有方向性解析：選D熱力學(xué)第二定律指出，熱量能夠從低溫物體傳到高溫物體，但要引起其他變化，故A錯(cuò)，B也錯(cuò)．熱機(jī)效率要小于1，不能夠等于1，C也錯(cuò)．所有與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都擁有方向性，D對(duì)．2．關(guān)于熱力學(xué)第二定律的微觀意義，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A．大量分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)變成有序運(yùn)動(dòng)B．熱傳達(dá)的自然過(guò)程是大量分子從有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無(wú)序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程C．熱傳達(dá)的自然過(guò)程是大量分子從無(wú)序程度小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無(wú)序程度大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程D．所有自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行解析：選CD熱力學(xué)第二定律的微觀意義明確指出：所有自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序程度增大的方向進(jìn)行，因此答案C、D正確．3．關(guān)于永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)定律的談?wù)摚韵卤磉_(dá)正確的選項(xiàng)是A．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律B．若是物體從外界吸取了熱量，則物體的內(nèi)能必然增加C．外界對(duì)物體做功，則物體的內(nèi)能必然增加D．做功和熱傳達(dá)都能夠改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)變或轉(zhuǎn)移的見(jiàn)解來(lái)看這兩種改變方式是有區(qū)其他解析：選D第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第二定律，其實(shí)不是違反能量守恒定律，故A錯(cuò)；據(jù)熱力學(xué)第必然律＝＋知內(nèi)能的變化由做功和熱傳達(dá)Q兩個(gè)方面共同決定，只知道做UQWW功情況或只知道傳熱情況無(wú)法確定內(nèi)能的變化情況，故B、C錯(cuò)誤；做功和熱傳達(dá)都可改變物體內(nèi)能．但做功是不同樣形式能的轉(zhuǎn)變，而熱傳達(dá)是同種形式能間的轉(zhuǎn)移，這兩種方式是有區(qū)其他，故D正確．4．在必然速度下發(fā)生變化的孤立系統(tǒng)，其總熵的變化是A．不變

B．可能增大或減小C．總是增大

D．總是減小解析：選

C依照熵增加原理可知，任何孤立系統(tǒng)熵是增加的，故

C正確．5．依照熱力學(xué)第二定律解析，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A．熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能夠從低溫物體傳到高溫物體B．熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，也能夠從低溫物體傳到高溫物體C．機(jī)械能能夠所有轉(zhuǎn)變成內(nèi)能，但變化的內(nèi)能不能夠夠所有轉(zhuǎn)變成機(jī)械能D．機(jī)械能能夠所有轉(zhuǎn)變成內(nèi)能，變化的內(nèi)能也能夠所有轉(zhuǎn)變成機(jī)械能解析：選BD依照熱傳達(dá)的規(guī)律可知，熱量能夠自覺(jué)地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自覺(jué)地不需要外界幫助從低溫物體傳到高溫物體．借助外界的幫助，熱量能夠從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱就是接通電源后，壓縮機(jī)對(duì)“制冷劑”氟利昂等做功，把熱量從冰箱內(nèi)部低溫物體傳向外面高溫物體達(dá)到制冷目的的，應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確．機(jī)械能能夠全部轉(zhuǎn)變成內(nèi)能如一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體戰(zhàn)勝摩擦力做功而最后停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能所有轉(zhuǎn)變成內(nèi)能，在必然條件下，變化的內(nèi)能也能夠所有轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，如理想氣體在等溫膨脹過(guò)程中，將吸收來(lái)的熱量所實(shí)用來(lái)做功，因此選項(xiàng)

C錯(cuò)誤，選項(xiàng)

D正確．6．對(duì)熱力學(xué)第二定律，以下理解正確的選項(xiàng)是A．自然界進(jìn)行的所有宏觀過(guò)程都是可逆的B．自然界進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都擁有方向性，是不能逆的C．熱量不能能由低溫物體傳達(dá)到高溫物體D．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律，因此不能能制成解析：選B由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能能從低溫物體傳到高溫物體，他變化，由此說(shuō)明熱量由低溫物體傳到高溫物體是可能的，但要引起其他變化，故

而不引起其C錯(cuò)；第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)其實(shí)不違反能量守恒，

卻違反了自然界涉及熱現(xiàn)象宏觀過(guò)程的方向性，

故A、D錯(cuò)，B正確．7如圖4－3－5所示，汽缸內(nèi)盛有必然量的理想氣體，汽缸壁是導(dǎo)熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與汽缸壁接觸圓滑，但不漏氣，現(xiàn)將活塞桿與外界連接緩慢地向右搬動(dòng)，氣體膨脹對(duì)外做功．已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是圖4－3－5A．氣體是從單一熱源吸熱，全用來(lái)對(duì)外做功，因此此過(guò)程違反熱力學(xué)第二定律B．氣體是從單一熱源吸熱，但并未全用來(lái)對(duì)外做功，因此此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律C．氣體是從單一熱源吸熱，所實(shí)用來(lái)對(duì)外做功，但此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律D．以上三種說(shuō)法都不正確解析：選C此過(guò)程氣體吸熱膨脹內(nèi)能不變，因此吸取的熱量所實(shí)用來(lái)膨脹做功，但要發(fā)生這樣的過(guò)程，必定借助外界某種變化，因此此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律，故C正確．二、非選擇題8．以下所述過(guò)程是可逆的，還是不能逆的汽缸與活塞組合中裝有氣體，當(dāng)活塞上沒(méi)有外加壓力，活塞與汽缸間沒(méi)有摩擦?xí)r________________________________________________________________________；上述裝置，當(dāng)活塞上沒(méi)有外加壓力，活塞與汽缸上摩擦很大，賭氣體緩慢地膨脹時(shí)________________________________________________________________________；上述裝置，沒(méi)有摩擦，但調(diào)整外加壓力，賭氣體能緩慢地膨脹時(shí)________________________________________________________________________；在一絕熱容器內(nèi)盛有液體，不停地?cái)噭?dòng)它，使它溫度高升________________________________________________________________________；一導(dǎo)熱容器內(nèi)盛有液體，容器放在一恒溫的大水池內(nèi)，液體不停地?cái)噭?dòng)，可保持溫度不變________________________________________________________________________；6在一絕熱容器內(nèi)，不同樣溫度的液體進(jìn)行混雜

____________________；7在一絕熱容器內(nèi)，不同樣溫度的氦氣進(jìn)行混雜

__________________________．答案：1發(fā)生自由膨脹，則是不能逆過(guò)程有摩擦發(fā)生，是不能逆過(guò)程是準(zhǔn)靜態(tài)無(wú)摩擦的膨脹，則為可逆過(guò)程這是由功變成熱，是不能逆過(guò)程．此過(guò)程中既有“功變熱”又有“熱傳導(dǎo)”，也是不能逆過(guò)程液體的擴(kuò)散是不能逆過(guò)程．有必然溫度差的熱傳導(dǎo)是不能逆過(guò)程9用兩種不同樣的金屬絲組成一個(gè)回路，接觸點(diǎn)1插在熱水中，接觸點(diǎn)2插在冷水中，如圖4－3－6所示，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象．這一實(shí)驗(yàn)可否違反熱力學(xué)第二定律熱水和冷水的溫度可否會(huì)發(fā)生變化簡(jiǎn)述這一過(guò)程中能的轉(zhuǎn)變情況．圖4－3－6解析：溫差發(fā)電現(xiàn)象中產(chǎn)生了電能是由于熱水中的內(nèi)能減少，一部分轉(zhuǎn)變成電能，一部分傳達(dá)給冷水，不違反熱力學(xué)第二定律．答案：不違反．熱水溫度降低，冷水溫度高升，轉(zhuǎn)變效率低于100%如圖4－3－7所示，將一滴紅墨水滴入一杯清水中，紅墨水會(huì)逐漸擴(kuò)散到整杯水中，呈均勻分布，試說(shuō)明這個(gè)過(guò)程中熵的變化．圖4－3－7解析：一滴紅墨水和一杯清水這兩個(gè)系統(tǒng)是比較有序的，也能夠說(shuō)無(wú)序程度較小，即熵值較小，當(dāng)把這兩個(gè)系統(tǒng)混雜后，隨著紅墨水?dāng)U散的進(jìn)行，系統(tǒng)內(nèi)這種宏觀狀態(tài)的無(wú)序程度大大增強(qiáng)，因此系統(tǒng)的熵值大大增加．答案：見(jiàn)解析11．有人估計(jì)使地球上的海水降低0.1℃，就能放出×1024J的熱量，這相當(dāng)于1800個(gè)功率為100萬(wàn)千瓦的核電站一年的發(fā)電量．假定整個(gè)海洋都擁有同一溫度，你能設(shè)計(jì)一種只靠吸取海水的熱量推動(dòng)輪船航行，而不需要燃料的機(jī)器嗎解析：這種靠吸取海水熱量推動(dòng)輪船航行的熱機(jī)基本結(jié)構(gòu)如圖所示．設(shè)大氣溫度為t2，海水溫度為t1，在