3.3热力学第二定律 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）选择性必修三 3.3 热力学第二定律
一、单选题
1．下列说法错误的是（　　）
A．悬浮在水中的花粉做布朗运动反映了花粉分子的热运动
B．并不是所有晶体都具有各向异性
C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
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
2．下列说法中正确的是（　　）
A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动
B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大
C．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能减小
D．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，所以制冷机的工作不遵循热力学第二定律
3．如图所示，绝热的汽缸被一个绝热的活塞分成左、右两部分，活塞质量不计，活塞用销钉锁住，活塞与汽缸之间没有摩擦，汽缸左边装有一定质量的理想气体，右边为真空。现在拔去销钉，抽去活塞，让气体向右边的真空做绝热自由膨胀，下列说法正确的是（　　）
A．气体在向真空膨胀的过程中对外做功，气体内能减少
B．气体在向真空膨胀的过程中，分子平均动能变小
C．气体在向真空膨胀的过程中，气体内能不变
D．若无外界的干预，气体分子可以自发地退回到左边，使右边重新成为真空
4．下列说法中正确的是（　　）
A．热力学第一定律表明做功和热传递对改变物体内能是等效的
B．机械能全部转化为内能是不可能的
C．从单一热源吸收的热量全部变成功是不可能的
D．一个系统的总熵不会减小
5．下列关于热现象的描述正确的是（　　）
A．根据热力学定律，热机的效率可能达到100%
B．做功和传热都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体
6．下列说法正确的是（　　）
①当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
②雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用
③一定质量的的水变成的水蒸气，其分子之间的势能增加
④对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
⑤空气的绝对湿度越大，人们感觉越潮湿
⑥液体不浸润某种固体则附着层内部液体分子相互排斥
⑦热量一定是从内能多的物体传递到内能少的物体
⑧可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
A．②③④⑧ B．②③④⑤⑦ C．①②④⑧ D．②④⑤⑥⑧
7．下列说法中正确的是 （　　）
A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动
B．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小
C．“第二类永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律
D．一定量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变
8．下列说法正确的是（　　）
A．已知铜的密度、摩尔质量和阿伏伽德罗常数，不可以估算铜分子的直径
B．热量不可能从低温物体传到高温物体
C．一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能增加，吸收热量
D．在一定的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，但非晶体一定不可以转化为晶体
9．热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的能量重新收集、重新加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是（　　）
A．能量耗散现象是指能量在周围环境中消失了
B．能量耗散不符合热力学第二定律
C．能量耗散过程中能量仍守恒
D．使用清洁的能源可以减少能量耗散
10．下列关于熵的说法中错误的是（　　）
A．熵是系统内分子运动无序性的量度
B．在自然过程中一个孤立系统的熵总是增加或不变的
C．热力学第二定律也叫做熵减小原理
D．熵值越大代表着越无序
11．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是分子的无规则运动
B．分子力做功的多少与分子移动的路径有关
C．浸润液体在细管中上升或者不浸润液体在细管中下降的现象均可称为毛细现象
D．通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，这违背了热力学第二定律
12．关于热现象，下列叙述正确的是（ ）
A．温度降低，物体内所有分子运动的速度一定都变小
B．分子力随分子间距离的增大而减小
C．凡是不违背能量守恒定律的实验构想，都是能够实现的
D．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化成机械能
13．下列说法正确的是（　　）
A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的导出单位
B．热力学温标的零度为-273.15℃，在实验室中已经能达到
C．温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了t+273.15℃
D．量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡
14．下列过程中可能发生的是（ ）
A．某种物质从高温热源吸收20kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响
B．打开一高压密闭容器，其内气体自发逸出后又自发跑进去，恢复原状
C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高
D．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开
15．下列说法中正确的是（　　）
A．随着科学技术和制造工艺的发展，将来有可能制造出效率为100%的高效热机
B．凡是不违反能量守恒定律的过程一定能够实现
C．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体
D．第二类永动机并不违背能量守恒定律，但违背了能量转化和转移的不可逆性，因此无法制成。
二、填空题
16．如图所示是压缩式电冰箱的工作原理示意图。经过干燥过滤器后液体制冷剂进入蒸发器，汽化吸收箱体内的热量，压缩机使低温低压的制冷剂气体变成高温高压的气体，然后制冷剂在冷凝器中液化放出热量到箱体外。电冰箱将热量从低温物体转移到高温物体的工作过程_______（填“违背”或“不违背”）热力学第二定律。制冷剂在蒸发器中由液态变成气态的过程中，________（选填“气体对外做功”“外界对气体做功”或“气体对外不做功”）。
17．（1）一切与热现象有关的宏观自然过程都是______的；
（2）热量能自发地从高温物体转移到低温物体，说明了热传递的______。
（3）能量的耗散：其他形式的能转化为内能后不能再重复利用，这种现象叫作能量的耗散。
（4）能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有______。
18．能源是人类社会活动的物质基础，其中常规能源有：________；________；天然气．清洁能源有________；________；风能等．
三、解答题
19．试想，如果分子的运动可自发地从无序变为有序，会有什么现象发生？这些现象会自然发生吗？为什么？请与同学讨论交流。
20．请你估算一下，一辆汽车每行驶消耗的能量相当于一个家庭多少天的用电量？怎样才能更有效地节约能量？参考数据：小汽车的“耗油量”约，汽油的热值为，电视机功率约，电灯功率约，洗衣机功率约。
21．人们采用“太阳常数”来描述地球大气层上方的太阳辐射照度。它是指平均日地距离时，在地球大气层上界垂直于太阳辐射的单位表面积上所接受的太阳辐射能。近年来通过各种先进手段测得的太阳常数的标准值为。又知地球半径约为。试根据上述数据估算一下太阳每秒辐射到地球的总能量。
22．有人说：“热力学第二定律中所述说的方向性就是不能往相反方向进行的过程”。对吗？
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．A
【详解】
A．悬浮在水中的花粉做布朗运动反映了水分子的热运动，A错误；
B．单晶体具有各向异性，而多晶体不具有各向异性，B正确；
C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同，C正确；
D，根据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，D正确。
故不正确的是A。
2．A
【详解】
A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，选项A正确；
B．气体的温度升高，气体分子的平均速率变大，并非每个气体分子运动的速率都增大，选项B错误；
C．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，分子的平均动能不变，但是由于吸收热量，则其分子之间的势能增加，选项C错误；
D．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，由于要消耗电能，所以制冷机的工作仍遵循热力学第二定律，选项D错误。
故选A。
3．C
【详解】
ABC．气体在向右边的真空膨胀的过程中没有力的作用，所以气体不做功，即W＝0，绝热过程，Q＝0，根据热力学第一定律
ΔU＝Q＋W
可知
ΔU＝0
所以气体内能不变，温度不变，分子的平均动能不变，故AB错误，C正确；
D．无外界的干预，根据热力学第二定律可知，涉及热现象的宏观过程具有方向性，因此气体分子不可能自发地退回到左边，使右边重新成为真空，故D错误。
故选C。
4．A
【详解】
A．热力学第一定律表明做功和热传递对改变物体内能是等效的，选项A正确；
B．根据热力学第二定律可知，机械能全部转化为内能是可能的，但是要引起其他的变化，选项B错误；
C．根据热力学第二定律可知，从单一热源吸收热量全部变成功是可能的，但会引起其他的变化，故C错误；
D．根据热力学第二定律，关于自然过程的方向性可以这样表述：即在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，故D错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．根据热力学定律，热机的效率不可能达到100%，A错误；
B．做功是通过能量转化的方式改变系统内能，传热是通过能量转移的方式改变系统内能，B错误；
C．达到热平衡的两系统温度相同，C正确；
D．由热力学第二定律可知，热量能够自发地从高温物体传到低温物体，热量不可以自发地从低温物体传到高温物体，但在外界的影响下热量能从低温物体传到高温物体，D错误。
故选C。
6．A
【详解】
①当分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小。故①错误；
②由于水的表面张力作用，雨伞伞面上的细小孔并不会漏雨，故②正确；
③一定质量的的水变成的水蒸气，水从外界吸收热量，由液体变成气体，分子间的距离变大了，分子之间的势能增加，故③正确；
④由理想气体状态方程
知压强不变，体积增大时，温度升高。对于一定质量的理想气体，温度升高，分子平均动能增大，气体的内能增大
体积增大，气体对外做功
由热力学第一定律
知
故气体一定从外界吸热。故④正确；
⑤空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿，相对湿度越小感觉越干燥，故⑤错误；
⑥如果附着层的液体分子和固体分子吸引力较小，则液体不浸润该固体，则附着层内部液体分子相互吸引，使得液体体积尽可能收缩到最小，故⑥错误；
⑦热量能从温度高的物体传递到温度低的物体，但温度高的物体的内能不一定大，故⑦错误。
⑧根据热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量使之完全变成功，但要产生其他影响，故⑧正确。故A正确，BCD错误。
故选A。
7．A
【详解】
A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是由于空气的流动引起的，不是布朗运动，A正确；
B．随着分子间距离增大，分子间斥力、引力均减小，分子力、分子势能随距离的变化如图所示，B错误；
C．“第二类永动机”不可能制成，是因为它违反了热力学第二定律，C错误；
D．一定量理想气体发生绝热膨胀时，由于气体对外做功，由热力学第一定律可知，其内能减小，D错误。
故选A。
8．C
【详解】
A．铜分子的摩尔体积
单个铜分子的体积
单个铜分子体积可解，根据
可求得铜分子的直径，故A错误；
B．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，如果有外界做功，热量可以从低温物体传到高温物体，故B错误；
C．一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，根据盖-吕萨克定律
可知理想气体气体体积增大，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律
体积膨胀，气体对外界做功，一定吸热，故C正确；
D．晶体与非晶体在一定的条件下可以相互转化，故D错误。
故选C。
9．C
【详解】
AC．能量守恒定律是自然界无条件成立的普适定律，能量耗散并不是指能量消失了，而是转化为难以回收利用的能量，A错误，C正确；
B．热力学第二定律说明了能量在转化过程中不可逆，因此能量无法重新收集加以利用，B错误；
D．清洁能源的使用过程中，同样发生能量耗散，不可避免，D错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．熵是系统内分子运动无序性的量度，在一个孤立的系统，熵越大，系统的无序度越大，故A正确；
B．根据热力学第二定律，在自然过程中熵是不会减小的，故B正确；
C．热力学第二定律也叫熵增原理，故C错误；
D．在一个孤立的系统，熵越大，系统的无序度越大，故D正确；
此题选择错误的选项，故选C。
11．C
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量分子撞击引起的，反应了液体分子无规则的运动，A错误；
B．由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能，B错误
C．浸润液体在细管中上升或者不浸润液体在细管中下降的现象均是毛细现象，C正确；
D．泥水分离是机械能向内能的转化，没有违背热力学第二定律，D错误。
故选C。
12．D
【详解】
A．温度降低，物体内分子运动的平均速度下降，不是所有分子运动的速度都变小，故A错误；
B．从平衡位置增大分子间距，分子力先增大后减小，故B错误；
C．同时还需要符合热力学第二定律才可能实现，故C错误；
D．根据热力学第二定律，第二类永动机不可能实现，故D选项正确。
故选D。
13．D
【详解】
A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位，故A错误；
B．热力学温标的零度是-273.15℃，叫绝对零度，不可达到，故B错误；
C．温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了t，故C错误；
D．量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡，故D正确。
故选D。
14．C
【详解】
A．根据热力学第二定律，内能自发地全部转化为机械能是不可能的，A错误；
B．气体膨胀具有方向性，不能自发溢出又自发溢进去，使其恢复原状，B错误；
C．根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的变化，但通过一些手段是可以实现的，C正确；
D．扩散现象有方向性，因此不能自发地各自分开，D错误。
故选C。
15．D
【详解】
A．根据热力学第二定律，热机的效率不可能为100%，A错误；
B．不违反能量守恒定律，但违反热力学第二定律的过程也不能实现，B错误；
C．热量能够从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体。比如电冰箱通电后，内部温度比外部低，但热量仍能从内部传到外部，C错误；
D．第二类永动机并不违背能量守恒定律，但违背了能量转化和转移的不可逆性，即热力学第二定律，因此无法制成，D正确。
故选D。
16． 不违背 气体对外做功
【详解】
[1]热力学第二定律的克劳修斯表述为热量不能自发地从低温物体传到高温物体，电冰箱依靠压缩机实现了将热量从低温物体转移到高温物体，不违背热力学第二定律。
[2]制冷剂在蒸发器中由液态变成气态的过程中，体积膨胀，对外做功。
17． 不可逆 方向性 方向性
【详解】
略
18． 煤炭 石油 水力发电 太阳能
【详解】
能源是人类社会活动的物质基础，其中常规能源有：煤炭、石油、天然气、水力等，是促进社会进步和文明的主要能源；
清洁能源是不排放污染物的能源，有：水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能等；
【点睛】
常规能源也叫传统能源，是指已经大规模生产和广泛利用的能源．清洁能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”．可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能这些能源．可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家．
19．见解析
【详解】
如果分子的运动可以自发地从无序变为有序，那么内能会自发地全部转化为机械能，低温物体会自发地将热量传递到高温物体等现象将会发生，这违背了热力学第二定律，这些现象将不可能自然发生。
20．0.43；见解析
【详解】
一辆汽车每行驶消耗的能量为
Q=7L×700kg/m3×≈2.3×107J
家庭日均用电量约为
随手关闭电器、使用环保型汽车可节约能源。
21．
【详解】
由题意可知太阳常数的标准值
垂直于太阳辐射光的地球的有效面积
故每秒辐射到地球的总能量
22．见解析
【详解】
不对，热力学第二定律的两种表述都强调“自发地进行，而不引起其他变化”。譬如按热传导的方向性来表述，即不可能使热量自发地由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。如果有外界的影响或帮助，热量就可能由低温物体传递到高温物体，如电冰箱在通电时可以制冷。同样，按照机械能与内能转化过程的方向性来表述，也应强调自发地进行，而不引起其他变化。
答案第1页，共2页
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