第3章 热力学定律第4节-高二物理课后习题精准解析（新教材人教版选择性必修第三册）

人教版新教科书 选择性必修第三册 第三章 热力学定律 第4节 热力学第二定律 练习与应用（解析版） 1. 汽车行驶时，要消耗汽油。尽量详尽地说明：汽油燃烧时释放的化学能通过哪些途径最终转化成了周围环境的内能。 【答案】汽油燃烧时释放的化学能推动活塞做功过程中，主要通过三个途径将化学能转化为内能: 一是活塞与缸体间有摩擦，摩擦力做负功，产生热量，缸体温度升高，内能增加，向周围空间散热;二是活塞压缩缸内气体做功，缸内气体温度升高，带动缸体温度升高，由于与周围环境的热交换转化为环境的内能;三是排气冲程中喷出的热气也会带走一部分热量。 2. 以下哪些现象能够发生、哪些不能发生？ 能够发生的现象是否违背热力学第二定律？ （1）一杯热茶自然放置，茶会自动变得更热。 （2）蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能。 （3）桶中混浊的泥水在静置一段时间后， 泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离。 （4）电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体。 【答案】 (1)(2)不能发生， (3)(4)能够发生;不违背 【解析】(1)不可能。热茶温度比周围环境温度高，热量不可能自发地从低温物体传到高温 物体。 (2)不可能。蒸汽的内能转化为机械能必定需要做功，即热蒸汽推动活塞做功，这一过程中，一方面由于活塞摩擦汽缸而产生内能，另一方面热蒸汽与周围环境有温度差，蒸汽机会向周围环境散热。所以，蒸汽机把蒸汽的内能全部转化为机械能是不可能的。 (3) 可能。混浊的泥水静置一段时间后，由于泥沙比水的密度大，泥沙会自动下沉，从而使 得上面的浑水变清了。此过程不违背热力学第二定律，泥沙的重心降低，重力势能减少了，水的重心升高，水的重力势能增加了，但系统总的重力势能减少了，最终转化为内能，而机械能百分之百地转化为内能是可能的。 (4)可能。电冰箱通电后，电冰箱内的压缩机工作，消耗电能，将热量由箱内低温物体传递 到箱外高温物体。没有违背热力学第二.定律，因为它是通过消耗了电能从而引起其他变化的。 3. 一间密闭的房间里放置了一台电冰箱， 为了使房间降温，有人出了一个主意，建议把冰箱接通电源，打开冰箱门，让冰箱的“冷气” 进入房间中，房间就变冷了。这种方法可行吗？请说明道理。 【答案】不可行。因为电冰箱的压缩机工作后，消耗电能，才能将冰箱内空气的内能转移到冰箱外部，从而使冰箱内部的温度降低。冰箱内部减少的内能都转移到冰箱外部的环境中去了。打开冰箱门后，室内空气的内能只是被冰箱吸收后又被放出，所以室温不会降低。反而，压缩机工作时，会将一部分电能转化为内能，故室内温度会有少许升高。 即气体从B状态返回A状态的过程中，对外做的功为10J。 $$人教版新教科书 选择性必修第三册 第三章 热力学定律 第4节 热力学第二定律 练习与应用（原卷版） 1. 汽车行驶时，要消耗汽油。尽量详尽地说明：汽油燃烧时释放的化学能通过哪些途径最终转化成了周围环境的内能。 2. 以下哪些现象能够发生、哪些不能发生？ 能够发生的现象是否违背热力学第二定律？ （1）一杯热茶自然放置，茶会自动变得更热。 （2）蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能。 （3）桶中混浊的泥水在静置一段时间后， 泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离。 （4）电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体。 3. 一间密闭的房间里放置了一台电冰箱， 为了使房间降温，有人出了一个主意，建议把冰箱接通电源，打开冰箱门，让冰箱的“冷气”进入房间中，房间就变冷了。这种方法可行吗？请说明道理。 $$