山东省专用2019_2020学年高中物理第十章热力学定律课时跟踪检测十四热力学第二定律含解析新人教版选修3_3.pdf

课时跟踪检测（十四） 热力学第二定律课时跟踪检测（十四） 热力学第二定律 1多选关于热力学第二定律，下列说法正确的是( ) A热量能够自发地从高温物体传到低温物体 B不可能使热量从低温物体传向高温物体 C从单一热库吸收热量，可以使之完全变成功 D气体向真空自由膨胀的过程是不可逆过程 E功转变为热的实际宏观过程是可逆过程 解析：选 ACD 根据热力学第二定律知，热量能够自发地从高温物体传到低温物体，故 A 正确。在外界的影响下，能使热量从低温物体传向高温物体，如空调，故 B 错误。根据热力 学第二定律：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变为有用功，而不产生其他影响，可知 在外界的作用下，从单一热库吸收热量，可以使之完全变成功，故 C 正确。所有涉及热现象 的宏观过程都有方向性，则知气体向真空自由膨胀的过程是不可逆过程，故 D 正确。功转变 为热的实际宏观过程是不可逆过程，故 E 错误。 2多选根据热力学第二定律，下列判断正确的有( ) A热机中燃气的内能不可能全部变成机械能 B电流的能不可能全部变成内能 C在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能 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 ACD 凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性。无论采用任何设备和手段 进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能” ，故 A 正确。由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能，故 B 错误。火力发 电机发电时，能量转化的过程为内能机械能电能，因为内能机械能的转化过程中会对 外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，C 正确。热量从低温物体传递到高温物体 不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种 表述的主要思想，故 D 正确。 3.如图所示，汽缸内盛有一定量的理想气体，汽缸壁是导热的，汽缸外 环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触面是光滑的，但不漏气。现将活塞与杆 连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并对外做功。若已知理想 气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是( ) A气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，因此此过程违反了热力学第二定律 B气体是从单一热库吸热，但并未全部用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定 律 C气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律 D以上三种说法都不对 解析 ： 选 C 此过程虽然是气体从单一热库吸热，全部用来对外做功，但引起了其他变化， 所以此过程不违反热力学第二定律。 4我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化 为动能，使这个物体运动起来，其原因是( ) A违反了能量守恒定律 B在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能 C机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的 D以上说法均不正确 解析：选 C 机械能和内能的相互转化，必须通过做功来实现，故 C 对。 5下列过程中，可能发生的是( ) A某工作物质从高温热源吸收 20 kJ 的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何 影响 B打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发跑进去，恢复原状 C利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高 D将两瓶不同液体自发混合，然后又自发地各自分开 解析：选 C 根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传给高温物体，而不引 起其他的变化，但通过一些物理过程是可以实现的，故 C 项对；内能自发地全部转化为机械 能是不可能的，故 A 项错；气体膨胀具有方向性，故 B 项错；扩散现象也有方向性，D 项也错。 6.多选如图所示，为电冰箱的工作原理示意图。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 汽化吸收箱体内的热量， 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热量可以自发地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背热力学第一定律 D电冰箱的工作原理违背热力学第一定律 解析：选 BC 热量不能自发地从低温物体传到高温物体，要想使热量从低温物体传到高 温物体必须借助于其他系统做功，A 错误，B 正确。热力学第一定律适用于所有的热学过程，C 正确，D 错误。 7用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点 1 插在热水中，接触点 2 插在冷水中，如 图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。这一实验是否违反热力学第二定律？ 热水和冷水的温度是否会发生变化？简述这一过程中能的转化情况。 解析：温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少，一部分转化为电能，一部 分传递给冷水，不违反热力学第二定律。 答案：不违反 热水温度降低，冷水温度升高 一部分内能转化为电能 8热力学第二定律常见的表述有以下两种： 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并把它全部用来做功，而不引起其他变化。 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 _。 解析：从低温物体向高温物体传递热量是通过制冷机完成的，需要外界对制冷机做功； 反过来热量从高温物体传向低温物体，是伴随着热机对外界做功同时发生的。 答案：如图所示 一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性