1、第5节热力学第二定律的微观解释 第6节能源和可持续发展 课时作业一、单项选择题1关于能量和能源，下列说法中正确的是()A化石能源是清洁能源；水能是可再生能源B人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造C在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源D能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了解析：选D化石能源燃烧时放出SO2、CO2等气体，形成酸雨和温室效应，破坏生态环境，不是清洁能源，A项错误；能量是守恒的，既不能创造也不可能消失，但能量品质会下降，故要节约能源，B、C均错误，D项正确2关于有序和无序，下列说法错误的是()A有序和无序
2、不是绝对的B一个“宏观态”可能对应着许多的“微观态”C一个“宏观态”可能对应着唯一的“微观态”D无序意味着各处一样、平均、没有差别解析：选C无序意味着各处都一样、平均、没有差别，有序则相反有序和无序是相对的系统的宏观态对应的微观态的多少表现为宏观态无序程度的大小，一个“宏观态”可能对应着许多的“微观态”故A、B、D正确，C错误3已知一个系统的两个宏观态甲、乙及其对应微观态的个数分别为较少、较多，则下列关于对两个宏观态的描述及过程自发的可能方向的说法中正确的是()A甲比较有序，乙比较无序，甲乙B甲比较无序，乙比较有序，甲乙C甲比较有序，乙比较无序，乙甲D甲比较无序，乙比较有序，乙甲解析：选A一个
3、宏观态对应微观态的多少标志了宏观态的无序程度，从中还可以推知系统自发的方向，微观态数目越多，表示越无序，一切自然过程总沿着无序性增大的方向进行，故A正确，B、C、D错误4在一定速度下发生变化的孤立体系，其总熵()A不变B可能增大或减小C总是增大 D总是减小解析：选C根据熵增加原理可知，任何孤立系统熵总是增加的，故C正确5下列说法正确的是()A机械能和内能之间的转化是可逆的B气体向真空的自由膨胀是可逆的C如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较有序的D如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较无序的解析：选DA、B选项都不符合热力学第二定律，
4、一个宏观态对应的微观态越多，越无序6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，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：选A对一定质量的气体，内能的变化既与传热有关又与做功有关，对气体加热，气体的内能可能减小，A正确系统中的自发过程总是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错误二、多项选择题7下列说法正确的是 ()A如果大量
5、分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则B分布更无序B如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则A分布更无序C大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是可逆的D大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是不可逆的解析：选AD一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则说明B分布更无序一些，A正确，B错误大量分子的集合自发的运动过程是不可逆的，D正确，C错误8对于孤立体系中发生的实际过程，下列说法中正确的是()A系统的总熵只能增大，不可能减
6、小B系统的总熵可能增大，可能不变，还可能减小C系统逐渐从比较有序的状态向更加无序的状态发展D系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展解析：选AC在孤立体系中发生的实际过程，其系统的总熵是增加的，它不可能减小，故A正确，B错误根据熵增加原理，该系统只能是从比较有序的状态向更加无序的状态发展，故C正确，D错误9倒一杯热水，然后加入适量的糖后，糖会全部溶于水中，但一段时间后又观察到杯底部有糖结晶，关于这个过程下列叙述正确的是()A溶解过程是自发的，结晶过程也是自发的，因此热力学第二定律是错误的B溶解过程是有序向无序转变的过程C结晶过程是有序向无序转变的过程D结晶过程不是自发的，因为有外界的影响解
7、析：选BD溶解过程是自发的，是由有序向无序转变的过程；结晶过程不是自发的，通常是由于水温降低或水的蒸发引起，是由无序向有序的转变过程；故选项B、D正确，选项A、C错误10.某同学决定利用身边的材料制作一个简易的太阳能热水器，容器壁的其中两个面用玻璃板替代，以利于阳光射入，其设计结构如图所示为了更有效地利用太阳能，提高热水温度，下列措施中合理的是()A容器容积一定时，增大太阳光入射的有效面积B尽量使有效采光面与太阳光垂直C将除玻璃板之外的内壁涂黑D将除玻璃板之外的内壁涂上一层反射面解析：选ABC增大采光面且与阳光垂直，单位时间内吸收的太阳能更多，故A、B正确；若将除玻璃板之外的内壁涂上一层反射面
8、，则不利于对阳光的吸收，应涂成黑色，因为黑色的吸热效果较好，故D错误三、非选择题11能源问题是人类面临的重大课题，寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向，利用潮汐发电即为一例如图所示的是利用潮汐发电的简单示意图，左边为陆地和海湾，中间为大坝，其下有通道，水经通道可带动发电机涨潮时，水进入海湾，待内外水面高度相同，堵住通道，如图甲所示；潮落至最低点时放水发电，如图乙所示；待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又放水发电，如图丙所示设海湾面积为5.0107m2，高潮与低潮间高度差为3.0 m，则一天内水流的平均功率为多少兆瓦(g取10 m/s2，每天两次涨潮，四个发电时间段)解析：
9、每次涨潮时流进海湾(落潮时流出海湾)的海水的重力mgShg1.51012 N其高度变化为h1.5 m每次落潮海水重力势能的减少量Epmgh2.251012J一天内水流做功的功率P1.04108 W104 MW.答案：104 MW12太阳能是人类使用的最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1 m2地面上在1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0103 J太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经出现在我们的生活中晓雨在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：容积(V)100 L集热管的采光面积(S)1.5 m2效率()40%使用年限(z)15年(1)晓雨家每天大约需要100 kg热水，用这种热水器将这些水从25 加热到45 需要多长时间？(2)与效率为80%的电热水器相比，晓雨家每天可节约多少电能？解析：(1)设T为光照时间，k1.0103 J/(sm2)Q吸cm(tt0)4.2103100(4525) J8.4106 J太阳能热水器传给水的热量Q放kST因为Q吸Q放，所以T s1.4104 s3.9 h.(2)由Q吸Q电1得Q电 J1.05107 J2.9 kWh.答案：(1)3.9 h(2)2.9 kWh