3.4热力学第二定律 同步练习4（Word版含答案）

3.4热力学第二定律 精选练习4（解析版）
一、选择题
1．根据你所学过的知识判断以下说法不正确的是（　　）
A．在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是分子力作用的影响
B．在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，分子间的斥力越来越大
C．用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明云母片对于导热性存在着各向异性
D．图4为热机能流图，随着机械制造工艺、机械材料等科学技术的不断发展，热机的效率仍无法达到100%
2．下列说法正确的是（　　）
A．若某种固体在光学上具有各向异性，则该固体可能为多晶体
B．液体表面张力的成因是表面层分子间的作用力表现为斥力
C．若液体P滴在固体Q上很难擦去，是由于附着层内分子间的距离比液体内分子间的距离小的缘故
D．某种物质从高温热源吸收20kJ的热量，不可能全部转化为机械能
3．关于热力学第二定律，下列表述正确的是（　　）
A．不可能使热量从低温物体传递到高温物体
B．不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功
C．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
D．在任何的自然过程中，一个孤立系统的总熵一定增加
4．根据热学中的有关知识，下列说法正确的是（　　）
A．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到-273℃
B．第二类永动机是可以制造出来的，因为它不违反热力学第一定律
C．热力学第二定律的微观实质是熵是增加的
D．改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终可能实现内能完全转化为机械能
5．下列关于热现象的说法中正确的是（　　）
A．在一定条件下物体的温度可以降到绝对零度
B．在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传给高温物体
C．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律
D．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的
6．下列说法中正确的是（　　）
A．四冲程汽油机在压缩冲程中是将内能转化为机械能
B．抽香烟的人周围烟雾缭绕，可以说明分子在不停地做无规则运动
C．用丝绸摩擦玻璃棒，电子从丝绸转移到玻璃捧，因而玻璃棒带正电
D．高压锅运用了液体沸点随液面上方气压的增大而升高的原理
7．如图所示，两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中接触点2插在冷水中，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。关于一现象，下列说法中正确的是（　　）
A．这一实验过程违反了热力学第二定律
B．在实验过程中，热水和冷水的温差可以保持不变
C．在实验过程中，热水减少的内能等于冷水增加的内能
D．在实验过程中，热水减少的内能部分转化为电能，电能部分转化为冷水的内能
8．关于热力学定律下列说法正确的是（　　）
A．气体向真空的自由膨胀是可逆的
B．一定质量的理想气体绝热膨胀时对外做功，气体内能减小
C．空调机既能制热又能制冷，这不遵循热力学第二定律
D．只要技术不断进步，内燃机效率可以达到百分之百
9．以下现象违背热力学第二定律的有（　　）。
A．一杯热茶在打开盖后，茶会自动变凉
B．没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是100％
C．桶中浑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
D．在地面上运动的物体逐渐停下来，机械能全部变为内能
10．下列说法正确的是（　　）
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，是因为水对水黾具有浮力
C．图丙中酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润
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
11．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．能量的转化和转移有方向性
C．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造
D．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
12．下列说法中错误的是（　　）
A．一定量气体经过不同物理过程而温度没有改变，气体与外界可以不做功
B．功可以全部转化为热量，热量也可以全部转化为功
C．第二类永动机无法制成是因为它违背了热力学第一定律
D．在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向减少的方向进行
13．关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动和扩散现象都可以证明分子在做无规则运动
B．知道某物体的摩尔质量和密度可求出阿伏伽德罗常数
C．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
D．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
14．下列说法正确的是（　　）
A．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响
B．在完全失重的情况下，气体对器壁的压强为零
C．30°C时水的饱和汽压小于40°C时水的饱和汽压
D．未饱和汽的压强小于同温度时饱和汽的压强
二、解答题
15．如图（a）所示是根据热力学第二定律的克劳修斯表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体。请你根据热力学第二定律的开尔文表述完成示意图（b）。
16．取两只大小相同的广口玻璃瓶，一只充满干燥洁净的空气，另一只存有少量水。利用你学过的化学知识，使瓶中充满二氧化碳和水蒸气。盖好瓶盖，各插入一支温度计，并将玻璃瓶密封。把两只玻璃瓶一起放在太阳光下，以后，观测它们的温度有什么差异，分析造成差异的原因。
参考答案
1．B
【详解】
A．玻璃板被拉起时，要受到水分子间的引力，所以拉力大于玻璃板的重力， A正确；
B．压缩气体越来越费力，是因为气体的体积减小，单位体积内的分子数增多，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多，气体的压强增大，需要用的外力增大，B错误；
C．烧热的针尖，接触涂上薄蜂蜡层的云母片上某点，经一段时间后形成图丙的形状，由于是椭圆，则说明云母具有各向异性，是单晶体，C正确；
D．根据热力学第二定律，热机把内能转化为机械能时，能量的耗散是不可以避免的，所以热机的效率不可以达到100%，D正确。
故选B。
2．C
【详解】
A．若某种固体在光学上具有各向异性，则该固体是单晶体，故A错误；
B．液体表面张力的成因是表面层分子间距较大，分子间作用力表现为引力，故B错误；
C．若液体P滴在固体Q上很难擦去，根据浸润的定义，是由于附着层内分子间的距离比液体内分子间的距离小的缘故，说明液体P浸润固体Q。故C正确；
D．某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量，可以全部转化为机械能，但会引起外界变化，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．热力学第二定律可描述为不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不产生其它影响，A错误；
B．根据热力学第二定律知，不可能从单一热库源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，B错误；
C．根据热力学第二定律可知，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，C正确；
D．由热力学第二定律可知，任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少可能保持不变，D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也无法使温度降到绝对零度（-273℃）及以下，A错误；
B．第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但违反热力学第二定律，故永不可能制成，B错误；
C．热力学第二定律的微观实质是熵是增加的，C正确；
D．不管如何改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，也不可能实现内能完全转化为机械能，D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．绝对零度是低温的极限，不可能达到，A错误；
B．由热力学第二定律可知，在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传给高温物体，B正确；
C．第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，C错误；
D．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于液体内部分子无规则热运动引起的，D错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．四冲程汽油机在压缩冲程中是将机械能能转化为内能，A错误；
B．缭绕的烟雾内是固体小颗粒的运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，B错误；
C．用丝绸摩擦玻璃棒，电子从玻璃棒转移到丝绸，因而玻璃棒带正电，C错误；
D．高压锅是封闭的，上方气体在有限的空间越来越多且温度越来越高，压强越来越大，运用了液体沸点随液面上方气压的增大而升高，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A．热力学第二定律由实际热现象总结而来，故任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，故A错误；
BCD．在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，故热水一定会降温，冷水一定会升温，热水减少的内能部分转化为电能，电能部分转化为冷水的内能,由于有电能产生，则热水减少的内能大于冷水增加的内能，故BC错误，D正确；
故选D。
8．B
【详解】
A．根据热力学第二定律知气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故A错误；
B．一定质量的理想气体绝热膨胀时对外做功，因为绝热，无法从外界吸热，所以气体内能减小，故B正确；
C．空调机既能制热又能制冷，但是要耗电，即热传递有方向性，热量只能自发地由高温物体传向低温物体，故C错误；
D．根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，即使对内燃机不断改进，也不可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】
A．热茶自动变凉是热量从高温物体传递到低温物体，故A正确；
B．任何热机效率都不可能达到100％，故B错误；
C．泥、水分离是机械能向内能的转化，故C正确；
D．物体因摩擦力而停下来，是机械能向内能的转化，是自发过程，故D正确。
故选B。
10．C
【详解】
A．图甲中的酱油蛋是扩散运动的结果，A错误；
B．图乙中的水黾可以停在水面，是因为表面张力的结果，B错误；
C．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，C正确；
D．图丁中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，要消耗电能，并不违背热力学第二定律，D错误。
故选C。
11．B
【详解】
A．化石能源不是清洁能源，水能是可再生能源。故A错误；
B．根据热力学第二定律可知，不同形式的能量之间可以相互转化，能量在转化和转移中有方向性。故B正确；
CD．能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，故CD错误。
故选B。
12．BCD
【详解】
A．一定量的气体可以先吸热而后又放热，最后温度保持不变，故A正确，不符合题意；
B．功可以全部转化为热量，但热量不可以全部转化为功而不引起其他变化，故B错误，符合题意；
C．第二类永动机无法制成是因为它违背了热力学第二定律，故C错误，符合题意；
D．在任何自然过程中，一个孤立系统的熵总是增加的，故D错误，符合题意。
故选BCD。
13．AD
【详解】
A．布朗运动和扩散现象都证明分子在不停地做无规则运动，故A正确；
B．知道某物体的摩尔质量和密度可求出摩尔体积，不能求出阿伏伽德罗常数，故B错误；
C．物体放出热量Q为负值，同时对外做功W为负值，根据
可知内能一定减小，故C错误；
D．根据热力学第二定律，物体从单一热源吸收的热量不能全部用于做功而不引起其他变化，所以在产生其他变化的情况下物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，故D正确。
故选AD。
14．ACD
【详解】
A．由热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，故A正确；
B．气体压强产生的原因是由于气体分子不断对容器的器壁碰撞而产生的，而不是由于气体的重力产生的，在失重情况下气体分子的热运动不会受到影响，对容器壁的压强不会变化，故B错误；
C．饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，所以30°C时水的饱和汽压小于40°C时水的饱和汽压，故C正确；
D．一定温度下，饱和汽的分子数密度一定，饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫这种液体的饱和汽压，饱和气压只指此蒸汽的分气压，与其他气体压强无关，未饱和汽的密度小于饱和汽的咪咕，所以未饱和汽的压强小于饱和汽压，故D正确。
故选ACD。
15．
【详解】
热力学第二定律的开尔文表述为：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。热机从高温物体吸收热量用来对外做功，并向低温物体放出热量，如图所示
16．瓶中充满二氧化碳的温度比充满水蒸气温度高。因为水蒸气的热容大。
【详解】
瓶中充满二氧化碳的温度比充满水蒸气温度高。因为水蒸气的热容大。