10.4-10.5 热力学第二定律-2020-2021学年高二物理针对训练（人教版选修3-3）

《10.4-10.5 热力学第二定律》针对训练 1．下列说法中正确的是 A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性 B．一切不违反能量守恒定律的物理过程都是可能实现的 C．由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行 D．一切物理过程都不可能自发地进行 【答案】AC　 【解析】热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律．热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但可以自发地从高温物体传到低温物体；并不是所有符合能量守恒定律的宏观过程都能实现，故A、C正确，B、D错误。 2．下列说法中正确的是 A．功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功 B．热机必须是具有两个热库，才能实现热功转化 C．热机的效率不可能大于1，但可能等于1 D．热机的效率必定小于1 【答案】D　 【解析】本题要求全面领会开尔文表述的含义，同时注意语言逻辑性．开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功，但必然要产生其他变化，比如气体等温膨胀，气体内能完全转化为功，但气体体积增大了，A错误；开尔文表述指出，热机不可能只有单一热库．但未必就是两个热库．可以具有两个以上热库，B错误；由η＝eq \f(Q1－Q2,Q1)可知，只要Q2≠0，η≠1，如果Q2＝0，则低温热库不存在，违背了开尔文表述，故C错误，D正确。 3．关于制冷机制冷过程的说法中，正确的是 A．此过程违反了热力学第二定律 B．此过程没有违反热力学第二定律 C．此过程违反了能量守恒定律 D．此过程没有违反能量守恒定律 【答案】BD　 【解析】制冷机可以从低温物体吸收热量传给高温物体，但必须消耗电能．热力学第二定律并不否认热量可从低温物体传给高温物体，关键是“不产生其他影响”，A错误，B正确．任何物理过程都不违反能量守恒定律，C错误，D正确。 4．下列哪些过程具有方向性 A．热传导过程 B．机械能向内能的转化过程 C．气体的扩散过程 D．气体向真空中的膨胀 【答案】ABCD　 【解析】这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，它们都是不可逆的，具有方向性。 点评　所谓可逆过程是指一个过程若反方向进行，每一个状态都必须是正方向进行时的重演．可逆过程只是一种理论上的理想过程．现实中由于各种耗散因素（摩擦、形变等），一切实际的宏观过程按正、反两个方向进行时的状态是不互相重复的，因此都是不可逆过程。 5．关于热传导的方向性，下列说法正确的是 A．热量能自发地由高温物体传给低温物体 B．热量能自发地由低温物体传给高温物体 C．在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体 D．热量不可能从低温物体传给高温物体 【答案】AC　 【解析】在有外力做功的情况下，热量可以从低温物体传给高温物体，但热量只能自发地从高温物体传给低温物体。 点评　热传导具有方向性，即自然过程具有方向性．虽然热量不能自发地从低温物体传向高温物体，但是有外界的影响和帮助，如在外力做功的情况下就可以实现热量从低温物体传向高温物体。电冰箱就是一例。 6．根据热力学第二定律，下列判断正确的是 A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能 B．电流的能不可能全部变成内能 C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能 D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 【答案】ACD　 【解析】凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性。无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故A正确。火力发电机发电时，能量转化的过程为内能→机械能→电能，因为内能→机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，C正确。热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种（克氏）表述的主要思想，故D正确。由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能，故B错误。 点评　热力学第二定律的两种表述是等价的，都说明一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的。其中“自发地”是指热量从高温物体“自发地”传给低温物体的方向性，在传递过程中不会对其他物体产生影响或借助其他物体提供能量等的帮助。 7．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是 A．第二类永动机违反能量守恒定律 B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加 C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加 D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的 【答案】D　 【解析】热力学第二定律是指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，它反映了热传导的方向性，因此，第二类永动机并不违背能量守恒定律；内能的改变要看做功和热传递，只知热量传递情况或者只知做功情况，都无法判