基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練
一、選擇題
1．(多選)下列說法正確的是( AD )
A．從微觀的角度看，熱力學(xué)第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律
B．一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動無序性減小的方向進(jìn)行
C．有的自發(fā)過程沿著分子熱運動無序性增大的方向進(jìn)行，有的自發(fā)過程沿著分子熱運動無序性減小的方向進(jìn)行
D．在任何自發(fā)過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小
解析： 從熱力學(xué)第二定律的微觀本質(zhì)看，一切不可逆過程總是沿著大量分子熱運動無序性增大的方向進(jìn)行，熱力學(xué)第二定律是一個統(tǒng)計規(guī)律，A正確，B錯誤。任何自發(fā)過程總是朝著無序程度增大的方向進(jìn)行，也就是熵增加的方向進(jìn)行，C錯誤，D正確。
2．(2022·上海金山中學(xué)高二上期末)關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化，下列說法中正確的是( D )
A．滿足能量守恒定律的物理過程都能自發(fā)地進(jìn)行
B．不但能量的總量保持不變，而且能量的可利用性在逐步提高
C．空調(diào)機(jī)既能制熱又能制冷，說明傳熱不存在方向性
D．熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體而不發(fā)生其他變化
解析： 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，滿足能量守恒定律的物理過程不一定都能自發(fā)地進(jìn)行，選項A錯誤；能量在轉(zhuǎn)化過程中會由高品質(zhì)能量轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)能量，故可利用性會降低，選項B錯誤；空調(diào)機(jī)既能制熱又能制冷，但是要耗電，不是自發(fā)的過程，傳熱有方向性，熱量自發(fā)地由高溫物體傳向低溫物體，故C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體而不發(fā)生其他變化，選項D正確。
3．(多選)(2023·山東夏津一中高二下月考)下列有關(guān)熱學(xué)知識的說法中正確的是( AD )
A．熱量可以從低溫物體傳遞給高溫物體
B．不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功
C．第二類永動機(jī)不可能制成的原因是違反了能量守恒定律
D．機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
解析： 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，但是不可能不引起其他變化，故A正確；在外界的影響下，氣體可以從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，故B錯誤；第二類永動機(jī)不可能制成的原因是違反了熱力學(xué)第二定律，故C錯誤；機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如運動的物體只受摩擦力最終停下來，在引起其他變化的情況下，內(nèi)能也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D正確。
4．下列說法正確的是( A )
A．熱力學(xué)第一定律表明做功和熱傳遞對改變物體內(nèi)能是等效的
B．機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能是不可能的
C．從單一熱源吸收的熱量全部變成功是不可能的
D．一個系統(tǒng)的總熵不會減小
解析： 改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，熱力學(xué)第一定律表明做功和熱傳遞對改變物體內(nèi)能是等效的，故A正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的，但要引起其他變化，故C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律知，一個孤立的系統(tǒng)的總熵不會減小，但非孤立系統(tǒng)的總熵可能會減小，故D錯誤。
5．(多選)關(guān)于能量和能量耗散，下列說法正確的是( AB )
A．能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中自發(fā)過程的方向性
B．能量耗散表明能源的利用是有條件的，也是有代價的
C．能量的總量守恒，不會消失，所以沒有必要節(jié)約能源
D．能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，故能源循環(huán)利用很方便
解析： 能量守恒定律是普遍規(guī)律，能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的自發(fā)過程具有方向性，耗散過程中能量也是守恒的，故A正確；能量耗散表明能源的利用是有條件的，也是有代價的，如煤炭和石油燃燒會造成空氣污染和溫室效應(yīng)，故B正確；能源不是能量，自然界總的能量是守恒的，但能源是有限的，需要節(jié)約能源，故C錯誤；能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，但是這種轉(zhuǎn)化有方向性，耗散的能量很難再收集起來重新利用，故D錯誤。
6．關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是( B )
A．氣體向真空的自由膨脹是可逆的
B．一定質(zhì)量的理想氣體絕熱膨脹時對外做功，內(nèi)能減小
C．空調(diào)既能制熱又能制冷，這不遵循熱力學(xué)第二定律
D．只要技術(shù)不斷進(jìn)步，內(nèi)燃機(jī)效率可以達(dá)到百分之百
解析： 根據(jù)熱力學(xué)第二定律知，氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，故A錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體絕熱膨脹時，氣體的體積增大，氣體對外做功，由于沒有熱量交換，結(jié)合熱力學(xué)第一定律可知氣體的內(nèi)能減小，故 B正確；空調(diào)既能制熱又能制冷，但是要耗電，仍然遵循熱力學(xué)第二定律，故C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到百分之百，即使對內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn)，也不可能把內(nèi)燃機(jī)的效率提升到百分之百，故D錯誤。
7．熱力學(xué)第二定律常見的表述方式有兩種，其一是：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體；其二是：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。第一種表述方式可以用右圖來表示，根據(jù)你對第二種表述的理解，如果也用類似的示意圖來表示，你認(rèn)為下列示意圖中正確的是( B )

解析： 由題圖可知，使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體必伴隨著制冷機(jī)的做功，即不是自發(fā)的過程，對于第二種表述，熱機(jī)工作時，從高溫物體吸收熱量，只有一部分用來對外做功，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，另一部分熱量要傳遞給低溫物體，故選項B正確，A、C、D錯誤。
二、非選擇題
8．用兩種不同的金屬絲組成一個回路，接觸點1插在熱水中，接觸點2插在冷水中，如圖所示，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象，這一實驗是否違反熱力學(xué)第二定律？熱水和冷水的溫度是否會發(fā)生變化？簡述這一過程中能的轉(zhuǎn)化情況。
答案：不違反 發(fā)生變化，熱水溫度降低，冷水溫度升高；熱水的內(nèi)能一部分轉(zhuǎn)化為電能，另一部分傳遞給冷水。
解析：溫差發(fā)電現(xiàn)象中產(chǎn)生了電能是因為熱水中的內(nèi)能減少，一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分傳遞給冷水，不違反熱力學(xué)第二定律。
能力提升練
一、選擇題
1．(2023·福建莆田高二下測試)下列哪個過程具有方向性( D )
①熱傳導(dǎo)過程 ②機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程 ③氣體的擴(kuò)散過程 ④氣體向真空中的膨脹
A．①② B．②③
C．①②③ D．①②③④
解析： 這四個過程都是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程，根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，它們都是不可逆的，具有方向性，故D正確，A、B、C錯誤。
2．(2023·山東濟(jì)南期末)在寒冷的天氣中將一盆水放在戶外，經(jīng)過一段時間后這盆水就會結(jié)冰，液態(tài)水的分子無序程度比冰的無序程度要大，那么下列說法正確的是( B )
A．結(jié)冰的過程違反熵增加原理
B．結(jié)冰的過程不違反熵增加原理
C．無法判斷結(jié)冰的過程中是否違反熵增加原理
D．結(jié)冰的過程是否違反熵增加原理，要看研究對象的選取
解析： 水、大氣及地面為一個孤立系統(tǒng)，水結(jié)冰時放熱，使周圍大氣以及地面內(nèi)能增加，無序程度增加，系統(tǒng)的總熵增加，并不違反熵增加原理，故A、C、D錯誤，B正確。
3．(多選)(2023·重慶萬州外國語學(xué)校高二下測試)下列關(guān)于熱力學(xué)定律的說法正確的是( AD )
A．如果兩個系統(tǒng)均與第三個系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，這兩個系統(tǒng)的溫度一定相等
B．外界對某系統(tǒng)做正功，該系統(tǒng)的內(nèi)能一定增加
C．可以找到一種材料做成墻壁，冬天供暖時吸收熱量溫度升高，向房間釋放熱量供暖，然后再把熱量吸收回去，形成循環(huán)供暖，只需要短時間供熱后即可停止外界供熱
D．低溫系統(tǒng)可以向高溫系統(tǒng)傳遞熱量
解析： 如果兩個系統(tǒng)均與第三個系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，這兩個系統(tǒng)的溫度一定相等，故A正確；根據(jù)ΔU＝W＋Q可知，外界對系統(tǒng)做正功即W>0，系統(tǒng)有可能同時對外放熱即Q

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