3.4 热力学第二定律 练习题

热力学第二定律练习一、单选题1.下列现象可以用热力学第一定律解释的是A.两物体接触后，热量自发地从高温物体传递到低温物体B.蒸汽机不能把蒸汽的内能全部转化为机械能C.叶片搅拌绝热容器中的水，引起水温升高D.利用能源的过程中会发生“能量耗散”现象2.下列说法正确的是(    )甲   乙  丙 丁A.图甲中的酱油蛋是布朗运动的结果B.图乙中的水黾可以停在水面，是因为水具有表面张力C.图丙中酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润D.图丁中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律3.以下说法中正确的是(    )A.当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大B.已知某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该种物质的分子体积为V0=MρNAC.自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生D.液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的光学各向异性的特点4.下列关于热力学定律说法正确的是(    ) A.第一类永动机不可制成违背了热力学第一定律B.第二类永动机不可制成违背了热力学第二定律C.电冰箱的工作原理不违背热力学第二定律，但违背了热力学第一定律D.从微观上可以这样理解热力学第二定律，热传导的自然过程总是从有序运动状态向无序状态转化的一个过程1.下列说法正确的是(    )A.液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息的无规则运动B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，可能先增大后减小C.根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D.一定质量的理想气体在等温变化时，其内能可能改变2.下列说法正确的是(    )A.晶体是各向异性的B.扩散和布朗运动都是分子的运动C.热量不能从低温物体传到高温物体D.在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体定是理想气体3.各种形式的能量可以相互转化，以下关于能量的说法正确的有(    )A.能量耗散说明能源的利用品质降低了，能的总量减少了B.热力学第一定律告诉我们，做功可以将功转化为内能C.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的D.热量只能从高温物体传向低温物体4.关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是(    )A.热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的B.内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾C.两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D.其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律5.下列关于热学问题的说法不正确的是 A.一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，熵值较大代表着较为无序B.如果封闭气体的密度变小，分子平均动能增加，则气体的压强可能不变C.某气体的摩尔质量为M、密度为ρ，用NA表示阿伏伽德罗常数，每个气体分子的质量m0，每个气体分子的体积V0，则m0=MNA，V0=m0pD.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示1.下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是(    )A.从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律B.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行C.有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D.在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵会减小2.下列说法正确的是           A.热量不能由低温物体传递到高温物体B.外界对物体做功，物体的内能必定增加C.第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律D.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化二、多选题3.下列说法正确的是(    )A.在自然条件下，热传递的过程是不可逆的B.热量不可能由高温物体传递给低温物体C.气体的扩散过程具有方向性D.一切形式能量转化都不具有方向性4.以下说法正确的是(    )A.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的B.液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体两者的性质共同决定的C.如果毛细管足够细，则管内液面可能降得更低D.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压，水蒸发越快 1.关于热力学定律，下列说法正确的是________．A.气体吸热后温度一定升高B.对气体做功可以改变其内能C.理想气体等压膨胀过程一定放热D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡2.以下说法正确的有A.饱和蒸汽在等温变化的过程中，当其体积减小时压强不变B.气体放出热量，其分子平均动能减小C.晶体熔化吸热，分子平均动能增大D.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功E.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的三、填空题3.如图所示为焦耳实验装置图，让正在下降的重物带动发电机发电，电流通过浸在液体中的电阻丝，由电流的热效应给液体加热，使液体温度上升。焦耳的多次实验结果表明：________________________________________________________________。4.空调制冷工作过程(热量从室内温度较低的空气中传递到室外温度较高的空气中)是否违反热传递过程的单向性，请说明理由______；若在与外界无热传递的封闭房间里.打开冰箱门，让冰箱内的冷气不断流出，经过一段时间后能否起到和空调一样让室内降温的效果，请说明理由______。5.下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有______，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有______。(填正确答案标号) A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B.冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内 答案和解析1.【答案】C【解析】热力学第一定律实质是能量守恒定律，它指出了热功等效和转换关系。热力学第二定律则描述了热现象的方向性规律。A.两物体接触后，热量自发地从高温物体传递到低温物体，反应了热力学第二定律，但不属于热力学第一定律解释的范畴，A错误；B.蒸汽机不能把蒸汽的内能全部转化为机械能，反应了热机的效率达不到100%，可以用热力学第二定律解释，B错误；C.叶片搅拌绝热容器中的水，引起水温升高，表述了通过做功的手段实现机械能与内能间的转换，符合力学第一定律，C正确；D..“能量耗散”现象符合热力学第二定律，热现象的宏观过程具有方向性，D错误。故选C2.【答案】B【解答】A.由图可知，甲图中的酱油蛋是扩散现象的结果，故A错误；B.由图可知，乙图中的水黾可以停在水面，是因为水的表面张力，使其平衡，故B正确；C.由图可知，丙图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，故C错误；D.由热力学第二定律可知，在发生其它变化时，可以将热量从低温物体传送到高温物体，故丁图中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，不违背了热力学第二定律，D错误。故选B。3.【答案】D【解答】A.当分子间距离增大时，分子间引力和斥力同时减小；如果分子力的合力是引力，分子力做负功，分子势能增大；如果分子力的合力是斥力，分子力做正功，分子势能减小；故A错误；B.已知某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该种物质的每个分子占据空间的体积为：V0=MρNA；如果是气体，分子间隙远大于分子直径；分子体积未知，故B错误；C. 自然界一切过程能量都是守恒的，但根据热力学第二定律，宏观热现象具有方向性，故符合能量守恒定律的宏观过程不一定能够发生，故C错误；D.液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的光学各向异性的特点，故D正确。故选D。4.【答案】B【解答】A.第一类永动机制不成，是因为它违反了能量守恒定律，故A错误；B.热力学第二定律从微观意义上讲，是一个统计规律，它反映的是宏观自然过程的方向性的定律；一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但是违背热力学第二定律，故B正确；C.热量能够自发地从高温物体传到低温物体，不可能使热量自发地从低温物体传向高温物体，在一定的条件下能使热量从低温物体传向高温物体，比如电冰箱要耗电，故C错误；D.热力学第二定律的微观意义是“一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行”故D错误。故选B。5.【答案】B【解析】A.布朗运动是悬浮在液体中颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故A错误；B.当分子间距离为r0时，分子间作用力最小，所以当分子间距离从大于r0处增大时，分子力先增大后减小，故B正确;C.根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体;但在一条件下，是可以由低温物体传到高温物体的，故C错误;D.一定质量的理想气体内能只与温度有关，等温变化时，内能不变，故D错误。故选B。6.【答案】D【解析】解：A、晶体分单晶体和多晶体，都有固定的熔点，单晶体的某些物理性质是各向异性的，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的，故A错误；B、扩散现象指不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象；布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，故B错误；C、根据热力学第二定律可知热量可以自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发的从低温物体传到高温物体，故C错误； D、只要实际气体的压强不是很高，温度不是很大，都可以近视的当成理想气体来处理，理想气体是物理学上为了简化为题而引入的一个理想化模型，在现实生活中不存在；所以在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体定是理想气体，故D正确。7.【答案】C【解答】A.能量耗散说明能源的利用品质降低了，能的总量不变，故A错误；B.热力学第一定律告诉我们，做功可以改变物体的内能，是将其他形式的能转化为物体的内能，故B错误；C.根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，故C正确；D.热量不可能自发的从低温物体传向高温物体，但是在外界影响的情况下热量也可以从低温传向高温物体，比如空调制冷和制热过程，故D错误。8.【答案】B【解答】BCD.热力学第一定律揭示了内能与其他形式能量之间的转化关系，是能量守恒定律在热力学中的具体体现。热力学第二定律则进一步阐明了内能与其他形式能量转化时的方向性，二者表述的角度不同，本质不同，相互补充，并不矛盾，故C、D错误，B正确；A.内能在一定条件下可以全部转化为机械能，热量也可以由低温物体传递到高温物体，但是要引起其他变化，如电冰箱制冷机工作要消耗电能，故A错误。故选B。9.【答案】C【解答】A.根据熵增加原理，一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，故A正确；B.如果封闭气体的密度变小，可知其体积增大；温度是分子的平均动能的标志，分子平均动能增加，即气体的温度升高；根据理想气体的状态方程：PVT=C可知，气体的体积增大、温度同时也升高时，气体的压强可能不变，故B正确； C.气体的分子之间的距离比较大，使用公式：V0=m0ρ求出的结果是每一个分子所占的空间的大小，不是分子的体积，故C错误； D.绝对湿度指大气中水蒸汽的实际压强，空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示，故D正确；本题选不正确的，故选C。10.【答案】A 【解答】A.从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律，故A正确；BC.根据熵原理，一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，故BC错误；D.根据热力学第二定律可知，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵一定不会减小，故D错误。故选：A。11.【答案】D【解答】A.热量不能自发由低温物体传递到高温物体，故A错误；B.影响内能的方式有做功和热传递，外界对物体做功W>0，物体可能同时向外界放热Q<0，根据热力学第一定律知物体的内能不一定增加，故B错误；C.第二类永动机不可能制成，是因为违反了热力学第二定律，故C错误；D.由热力学第二定律可知，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，故D正确。故选∶D。12.【答案】AC13.【答案】ABC【解答】A.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违反热力学第二定律，所以是制造不出来的，故A正确； B.一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系，如水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，故B正确。C，如果毛细管足够细，毛细想象越明显。则管内液面不浸润时候降得更低，故C正确；D.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压，水蒸发越慢，故D错误。故选ABC。14.【答案】BDE【解答】A.物体吸收热量，同时对外做功，如二者相等，则内能可能不变，所以气体吸热后温度不一定升高，故A错误；B.做功和热传递都能改变内能；所以对气体做功可以改变其内能。故B正确；C. 根据理想气体的状态方程可知，理想气体等压膨胀过程中压强不变，体积增大则气体的温度一定升高，所以气体的内能增大；气体的体积增大对外做功而内能增大，所以气体一定吸热，故C错误；D.根据热力学第二定律可知热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，而却能自发地从高温到低温传递，故D正确；E.根据热平衡定律可知，如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，故E正确。故选BDE。15.【答案】ADE【解答】A.温度不变时，饱和汽压不变，与饱和汽体积无关，所以饱和蒸汽在等温变化的过程中，当其体积减小时压强不变，故A正确；B.气体放出热量，温度不一定减小。做功不明确，故内能变化不明确，故其分子平均动能不一定减小，故B错误；C.晶体熔化时吸热，温度不变，而温度就是代表分子平均动能的，所以分子平均动能不变，当全部融化时，开始升温，分子平均动能增大；故C错误；D.根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化。在引起其他变化的情况下，是可以将从单一热源吸收的热量全部用于做功的，故D正确；E.根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故E正确； 故选ADE。16.【答案】对于同一个系统的绝热过程，不管通过电阻丝的电流大小、通电时间长短，只要电流所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态发生同样的变化。17.【解析】解：空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，并不是自发进行的，而是通过压缩做功来实现的，制冷机的工作遵守热力学第二定律，不违反热传递过程的单向性；在与外界无热传递的封闭房间里打开电冰箱，电冰箱工作较长时间后，为要消耗电能，故W>0，与外界无热交换，故Q=0，根据热力学第一定律公式△U=W+Q，房内气体内能增加，故房间内部的气温将升高，所以不能起到和空调一样让室内降温的效果。 答：空调制冷工作过程是通过压缩做功来实现的，制冷机的工作不违反热传递过程的单向性；不能起到和空调一样让室内降温的效果，是由于电冰箱工作较长时间后，为要消耗电能，房内气体内能增加，故房间内部的气温将升高。空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，并不是自发进行的，而是通过压缩做功来实现的，制冷机的工作遵守热力学第二定律；在与外界无热传递的封闭房间里.打开冰箱门，让冰箱内的冷气不断流出，经过一段时间后室内的温度将升高。18.【答案】B；C【解析】解：A. 汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热的过程不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律；B.冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低需要对外放出热量或对外做功，而保温杯隔断了热传递过程，水也没有对外做功，所以该过程违背热力学第一定律；C.新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响，该过程不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律；D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，但要消耗电能，引起了其它变化，该过程不违背热力学第一定律、也不违背热力学第二定律。