1、第4节熵无序程度的量度1.热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程()A.都具有方向性B.只有部分具有方向性C.没有方向性D.无法确定解析:自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性,例如,热传导、气体自由膨胀等。答案:A2.以下说法正确的是()A.热传导过程是有方向性的,因此两个温度不同的物体接触时,热量一定是从高温物体传给低温物体的B.两个不同的物体接触时热量会自发地从内能多的物体传向内能少的物体C.电冰箱制冷是因为电冰箱自发将内部热量传给外界D.热量从低温物体传给高温物体必须借助外界的帮助解析:热量可以自发地由高温物体传递给低温物体,热量从低温物体传递给高温物体要引起其
2、他变化,A、D选项正确。答案:AD3.下列说法正确的是()A.热量有可能由低温物体传给高温物体B.气体的扩散过程具有方向性C.只要尽量完善工艺水平,热机效率可以达到100%D.热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程都具有方向性解析:热量不能自发地从低温物体传到高温物体,但借助外界作用热量由低温物体传到高温物体是可以实现的。无论如何提高工艺水平,效率都不可能达到100%。热力学第二定律说明了与热现象有关的宏观过程都具有方向性。答案:ABD4.下列叙述中正确的是()A.对一定质量的气体加热,其内能可能减小B.在任何系统中,一切过程都朝着熵增加的方向进行C.物体的温度升高,分子热运动变得剧烈,
3、每个分子动能都增大D.根据热力学第二定律可知,热量能够从高温物体传到低温物体,但不可能从低温物体传到高温物体解析:对一定质量的气体,内能的变化既与热传递有关又与做功有关,对气体加热,气体的内能可能减小,A正确。系统总是自发地朝着熵增加的方向进行,B错误。温度升高,分子的平均动能增大,但每个分子的动能不一定都增大,C错误。热量在一定条件下可以从低温物体传到高温物体,D项错误。答案:A5.在下列四个过程中,可能发生的是()A.某物体从高温热源吸收20 kJ的热量,全部转化为机械能,而没有产生任何其他影响B.打开一高压密闭容器,容器内的气体自发流出后又自发流回该容器里去,恢复原状C.以引起其他变化为
4、代价,使低温物体的温度更低,高温物体的温度更高D.两瓶不同液体自发的互溶过程是朝着熵减小的方向进行的解析:A错,违反了热力学第二定律。由于自然过程的方向性,可知B是错误的,C正确。液体自发的互溶过程是不可逆过程,必然是朝着熵增加的方向进行的,故D错。答案:C6.如图所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体,Q内为真空,整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则()A.气体体积膨胀,内能增加B.气体分子势能减少,内能增加C.气体分子势能增加,压强可能不变D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中解析:据热力学第二定律,自然界涉及热现象的宏观过程都具有方向
5、性,可知D项正确。容器内气体自由膨胀,气体与外界之间不做功,也没有热交换,故气体的内能不变,A、B项不正确。气体分子间作用力很弱,气体体积变化时,气体分子势能可认为不变,C项不正确。答案:D7.如图中汽缸内盛有定量的理想气体,汽缸壁是导热的,缸外环境保持恒温,活塞与汽缸壁的接触是光滑的,但不漏气。现将活塞杆与外界连接并使之缓慢地向右移动,这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。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.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,因此此过程违反热力学第二定律B.气体是从单一热源吸热,但并未全用来对外做功,所以此过程不违反热力学第二定律C.气体是从单一热源
6、吸热,全用来对外做功,但此过程不违反热力学第二定律D.A、B、C三种说法都不对解析:气体吸热,并全部用以做功,但一定引起了其他的变化,并不违背热力学第二定律。答案:C8.(1)在物理学中,反映自然过程方向性的定律是。(2)热力学第二定律的开尔文表述阐述了机械能与内能转变的方向性,机械能可以转变为内能,而内能转变为机械能而不引起其他变化。(3)引入熵的概念后,人们也把热力学第二定律叫做熵增加原理,具体表述为:。解析:(1)反映自然过程方向性的定律是热力学第二定律。(2)内能不能100%地转变成机械能而不引起其他变化。(3)在孤立系统中,一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行。答案:(1)热力学第二定律(2)不可能完全(3)见解析9.热力学第二定律常见的表述有两种。第一种表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化;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。根据示意图你对热力学第二定律的实质的理解是什么?解析:第二种表述的意思是:热机吸收热量,对外做功,同时把热量传给低温物体。其表述示意图如图所示。其实质是:一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性。答案:一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性。