3.4 热力学第二定律-2021-2022学年高二物理课后分类练（人教版2019选择性必修第三册）

3.4　热力学第二定律 1.(多选)下列关于熵的观点中正确的是(　　) A.熵越大,系统的无序度越大 B.对于一个不可逆的绝热过程,其熵增大 C.气体向真空扩散时,熵值减小 D.自然过程中熵总是增加的,是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多很多 解析:熵是系统内分子运动无序性的量度,熵越大,其无序度越大,A正确。不可逆的绝热过程,其宏观态对应的微观态数目增大,其熵会增加,不会减小,B正确。气体向真空中扩散时,无序度增大,熵值增大,C错误。自然过程中,无序度较大的宏观态出现的概率较大,因为通向无序的渠道多,D正确。 2.(2020·江苏徐州期中)(多选)关于能量和能量耗散,下列说法中正确的是(　　) A.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中客观过程的方向性 B.能量耗散表明能源的利用是有条件的,也是有代价的 C.能量守恒,不可消失,所以没有必要节约能源 D.能量之间可以相互转化,故能源可以很方便的循环利用 解析:能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的客观过程具有方向性,故A正确;能量耗散表明能源的利用是有条件的,也是有代价的,煤炭和石油产品燃烧会造成空气污染和温室效应,故B正确;能源不是能量,自然界的能量是守恒的,但是能源是有限的,故需要节约能源,故C错误;能量之间可以相互转化,能源都是从高品质向低品质转化地,故D错误。 3.(2020·山东临沂期中)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,下列说法正确的是(　　) A.只是部分宏观过程具有方向性 B.第二类永动机既违背能量守恒定律,又违背热力学第二定律 C.热量只能从高温物体传到低温物体,不能从低温物体传到高温物体 D.根据热力学定律,热机的效率不可能达到100% 解析:自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,故A错误;第二类永动机遵循能量守恒定律,但违背热力学第二定律,故B错误;热力学第二定律的内容可以表述为:热量不能自发地由低温物体传到高温物体而不产生其他影响,在产生其他影响的条件下,热量就能从低温物体传到高温物体,故C错误;热力学第二定律可表述为:不可能从单一热源吸收热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响,即热机的效率不能达到100%,故D正确。 4.(2020·山东烟台期末)下列说法中,能够发生且不违背热力学第二定律的是(　　) A.一杯热茶自然放置,茶会自动变得更热 B.电冰箱正常工作时把箱内低温物体的热量传递到箱外高温物体 C.只要对蒸汽机不断革新,它就可以把蒸汽的内能全部转化成机械能 D.利用降低海水温度放出大量的热量来发电,从而解决能源短缺的 问题 解析:热传递具有方向性,热量不能自发地从低温物体传到高温物体,故一杯热茶自然放置,茶会自动变凉,不会自动变得更热,所以违背热力学第二定律,故A不合题意;电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体,此过程中消耗了电能,所以不违背热力学第二定律,能发生,故B合题意;蒸汽机的能量损失不可避免,不可能把蒸汽的内能全部转化为机械能,违背了热力学第二定律,不能发生,故C不合题意;根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸收热量并转化为功而不引起其他变化,利用降低海水温度放出大量的热量来发电,降低海水温度的过程,消耗的能源更多,不能解决能源短缺的问题,故D不合题意。 5.(多选)如图中汽缸内盛有一定量的理想气体,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。现将活塞杆缓慢向右移动,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.气体是从单一热库吸热,全部用来对外做功,此过程违背热力学第二定律 B.气体是从单一热库吸热,但并未全部用来对外做功,此过程不违背热力学第二定律 C.气体是从单一热库吸热,全部用来对外做功,此过程不违背热力学第二定律 D.气体是从单一热库吸热,全部用来对外做功,此过程不违背热力学第一定律 解析:汽缸壁是导热的,外界环境温度不变,活塞杆与外界连接并使其缓慢地向右移动过程中,有足够时间进行热交换,气体等温膨胀,所以汽缸内的气体温度不变,内能也不变,该过程气体是从单一热库即外部环境吸收热量,全部用来对外做功才能保证内能不变,此过程既不违背热力学第二定律,也不违背热力学第一定律,此过程由外力对活塞做功来维持,如果没有外力F对活塞做功,此过程不可能发生。故选CD。 6.(2020·黑龙江哈尔滨期末)关于永动机,下列说法中正确的是(　　) A.随着科技的不断发展,永动机是可以制成的 B.第一类永动机违反了热力学第二定律 C.第二类永动机违反了热力学第二定律 D.永动机指的是在摩擦力趋于零的条件下一直运动的机器,它不需要对外做功 解析:第一类永动机指不需要外界输入能量,能够不断向外输出能量的机器,它