【精品教与学】2014-2015学年高中物理（人教版）选修3-3作业：第10章《热力学定律》4（解析与答案）
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| 名称 | 【精品教与学】2014-2015学年高中物理（人教版）选修3-3作业：第10章《热力学定律》4（解析与答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 217.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-01-19 07:02:15 | ||
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文档简介
双基限时练(十五) 热力学第二定律
1．第二类永动机不可能制成，是因为( )
A．违背了能量的守恒定律
B．热量总是从高温物体传递到低温物体
C．机械能不能全部转化为内能
D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
1．(多选题)下列过程具有方向性的是( )
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
解析 这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二定律的基本内涵，它们都是不可逆的，具有方向性．
答案 ABCD
2．我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来，其原因是( )
A．违反了能量守恒定律
B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能
C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的
D．以上各项说法均不正确
解析 机械能和内能的相互转化，必须通过做功来实现．
答案 C
3．(多选题)关于热机的效率，下列说法正确的是( )
A．有可能达到80%
B．有可能达到100%
C．有可能超过80%
D．一定能达到100%
解析 由热力学第二定律可知热机的效率不可能达到100%，故A、C选项正确．
答案 AC
4．(多选题)关于热力学第二定律，下列说法正确的是( )
A．热传递过程是不可逆的，但功转变为热是可逆的
B．一切涉及热现象的实际的宏观过程都是不可逆的
C．热量可以从低温物体传到高温物体
D．热力学第二定律可以表述为第二类永动机是不可能造成的
解析 由热力学第二定律可知，热传递和能量的转化都是具有方向性的，热量会自发地从高温物体传给低温物体，但热量不会自发地从低温物体传给高温物体，功和热的转变也具有方向性，做功过程可以把全部机械能转变为内能，但热机不可能把它得到的内能全部转化为机械能；可以说，一切涉及热现象的实际的宏观过程都是不可逆的，所以选项B正确；热量不能自发地从低温物体传到高温物体，有外界影响热量可以由低温物体传给高温物体，故选项C正确；选项D也正确．
答案 BCD
5．(多选题)下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是( )
A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米的空隙中，而经过一段时间大米、小米不会自动分开
B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不能自动分开
C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而运动起来
D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到100%
解析 热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律，A选项不属于热现象，故A选项错误．
答案 BCD
6．(多选题)下图为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是( )
A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能
C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
解析 热力学第一定律是热现象中内能与其他形式的能转化规律，是能量守恒和转化定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确， D错误；再根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，A错误，B正确．
答案 BC
7．下列说法正确的是( )
A．机械能全部变成内能是不可能的
B．第二类永动机不可能制造成功是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式
C．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
D．从单一热源吸收的热量全部变成功而不产生其他影响是不可能的
解析 机械能可以全部都转化为内能，A错；第二类永动机不违反能量守恒，不可能制成的原因是机械能与内能的转化具有方向性，内能不会全部转化为机械能，同时不引起其他变化，B错；热量在一定条件下可以从低温物体传向高温物体，C错．
答案 D
8．(多选题)关于第二类永动机，下列说法正确的是( )
A．没有冷凝器，只有单一热源，能够从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机
B．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成
C．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化成机械能
D．第二类永动机不可能制成，说明了机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
解析 根据第二类永动机的定义可知A选项正确；第二类永动机不违反能量守恒定律，而是违反热力学第二定律，故B选项错误；机械能可以全部转化为内能，内能在引起其他变化时可能全部转化为机械能，故C选项错误，D选项正确．
答案 AD
9．关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是( )
A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的
B．内能可以转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾
C．两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别
D．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律
解析 热力学第一定律和热力学第二定律并不矛盾，对于机械能和内能的转化所具有的方向性也是存在的，故B正确．
答案 B
10．关于热力学第二定律，下列说法正确的是( )
A．热力学第二定律是通过实验总结出来的实验定律
B．热力学第二定律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验定律
C．热力学第二定律是物理学家从理论推导得出来的结果
D．由于热力学第二定律没有理论和实验的依据，因此没有实际意义
解析 热力学第二定律是一个经验定律，它并不能通过理论和实验来证明，但它符合客观事实，因此是正确的，它揭示了宏观过程的方向性，对我们认识自然和利用自然有着重要的指导意义．
答案 B
11．热力学第二定律常见的表述有以下两种：
第一种表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体；
第二种表述：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．
图甲是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图；外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是________________________________________________________．
甲 乙
解析 从高温物体向低温物体传递热量是通过热机的物质来完成的，所以外界对物体做功；反过来从高温物体向低温物体传递热量，热机应对外界做功．
答案 如图所示 一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性
12．一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1 kW，制冷能力1.2×104 kJ/h，制热能力1.3×104 kJ/h.这样，该空调在制热时，每消耗1 J电能，将放出3 J多热量，是指标错误还是能量不守恒？
答案 都不是．空调制冷(制热)靠压缩机做功，从室内(室外)吸收热量放到室外(室内)．在制热时，放出的热量等于消耗的电能与从室外吸收的热量之和，完全可以大于电能消耗．这既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律．
13．用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，如下图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象，这一实验是否违反热力学第二定律？热水和冷水的温度是否会发生变化？简述这一过程中能的转化情况．
解析 温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少，一部分转化为电能，一部分传递给冷水，不违反热力学第二定律．
答案 不违反．热水温度降低，冷水温度升高．转化效率低于100%
1．第二类永动机不可能制成，是因为( )
A．违背了能量的守恒定律
B．热量总是从高温物体传递到低温物体
C．机械能不能全部转化为内能
D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
1．(多选题)下列过程具有方向性的是( )
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
解析 这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二定律的基本内涵，它们都是不可逆的，具有方向性．
答案 ABCD
2．我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来，其原因是( )
A．违反了能量守恒定律
B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能
C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的
D．以上各项说法均不正确
解析 机械能和内能的相互转化，必须通过做功来实现．
答案 C
3．(多选题)关于热机的效率，下列说法正确的是( )
A．有可能达到80%
B．有可能达到100%
C．有可能超过80%
D．一定能达到100%
解析 由热力学第二定律可知热机的效率不可能达到100%，故A、C选项正确．
答案 AC
4．(多选题)关于热力学第二定律，下列说法正确的是( )
A．热传递过程是不可逆的，但功转变为热是可逆的
B．一切涉及热现象的实际的宏观过程都是不可逆的
C．热量可以从低温物体传到高温物体
D．热力学第二定律可以表述为第二类永动机是不可能造成的
解析 由热力学第二定律可知，热传递和能量的转化都是具有方向性的，热量会自发地从高温物体传给低温物体，但热量不会自发地从低温物体传给高温物体，功和热的转变也具有方向性，做功过程可以把全部机械能转变为内能，但热机不可能把它得到的内能全部转化为机械能；可以说，一切涉及热现象的实际的宏观过程都是不可逆的，所以选项B正确；热量不能自发地从低温物体传到高温物体，有外界影响热量可以由低温物体传给高温物体，故选项C正确；选项D也正确．
答案 BCD
5．(多选题)下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是( )
A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米的空隙中，而经过一段时间大米、小米不会自动分开
B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不能自动分开
C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而运动起来
D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到100%
解析 热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律，A选项不属于热现象，故A选项错误．
答案 BCD
6．(多选题)下图为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是( )
A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能
C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
解析 热力学第一定律是热现象中内能与其他形式的能转化规律，是能量守恒和转化定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确， D错误；再根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，A错误，B正确．
答案 BC
7．下列说法正确的是( )
A．机械能全部变成内能是不可能的
B．第二类永动机不可能制造成功是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式
C．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
D．从单一热源吸收的热量全部变成功而不产生其他影响是不可能的
解析 机械能可以全部都转化为内能，A错；第二类永动机不违反能量守恒，不可能制成的原因是机械能与内能的转化具有方向性，内能不会全部转化为机械能，同时不引起其他变化，B错；热量在一定条件下可以从低温物体传向高温物体，C错．
答案 D
8．(多选题)关于第二类永动机，下列说法正确的是( )
A．没有冷凝器，只有单一热源，能够从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机
B．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成
C．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化成机械能
D．第二类永动机不可能制成，说明了机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
解析 根据第二类永动机的定义可知A选项正确；第二类永动机不违反能量守恒定律，而是违反热力学第二定律，故B选项错误；机械能可以全部转化为内能，内能在引起其他变化时可能全部转化为机械能，故C选项错误，D选项正确．
答案 AD
9．关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是( )
A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的
B．内能可以转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾
C．两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别
D．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律
解析 热力学第一定律和热力学第二定律并不矛盾，对于机械能和内能的转化所具有的方向性也是存在的，故B正确．
答案 B
10．关于热力学第二定律，下列说法正确的是( )
A．热力学第二定律是通过实验总结出来的实验定律
B．热力学第二定律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验定律
C．热力学第二定律是物理学家从理论推导得出来的结果
D．由于热力学第二定律没有理论和实验的依据，因此没有实际意义
解析 热力学第二定律是一个经验定律，它并不能通过理论和实验来证明，但它符合客观事实，因此是正确的，它揭示了宏观过程的方向性，对我们认识自然和利用自然有着重要的指导意义．
答案 B
11．热力学第二定律常见的表述有以下两种：
第一种表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体；
第二种表述：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．
图甲是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图；外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是________________________________________________________．
甲 乙
解析 从高温物体向低温物体传递热量是通过热机的物质来完成的，所以外界对物体做功；反过来从高温物体向低温物体传递热量，热机应对外界做功．
答案 如图所示 一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性
12．一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1 kW，制冷能力1.2×104 kJ/h，制热能力1.3×104 kJ/h.这样，该空调在制热时，每消耗1 J电能，将放出3 J多热量，是指标错误还是能量不守恒？
答案 都不是．空调制冷(制热)靠压缩机做功，从室内(室外)吸收热量放到室外(室内)．在制热时，放出的热量等于消耗的电能与从室外吸收的热量之和，完全可以大于电能消耗．这既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律．
13．用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，如下图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象，这一实验是否违反热力学第二定律？热水和冷水的温度是否会发生变化？简述这一过程中能的转化情况．
解析 温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少，一部分转化为电能，一部分传递给冷水，不违反热力学第二定律．
答案 不违反．热水温度降低，冷水温度升高．转化效率低于100%