☆大庆英杰物理工作室☆2015-2016高二同步辅导资料
第四节 热力学第二定律的微观解析
1．了解有序和无序，宏观态和微观态的概念．
2．知道宏观态对应的微观态的数目与无序程度的关系．知道热力学第二定律的微观意义．
3．知道熵的概念，了解熵增加原理，知道它是热力学第二定律的另一种表述．
4．了解什么是能量耗散和品质降低．了解能源与人类社会、环境的关系．
理论知识一 热力学第二定律的微观表述
一 热力学第二定律的微观解释
1．有序、无序：一个系统的个体按确定的某种规则，有顺序地排列即有序；个体分布没有确定的要求，“怎样分布都可以”即无序．
2．宏观态、微观态：系统的宏观状态即宏观态，系统内个体的不同分布状态即微观态．
3．热力学第二定律的微观意义：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．
4．熵及熵增加原理：
(1)熵：表达式S＝klnΩ，k表示玻耳兹曼常量，Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目．S表示系统内分子运动无序性的量度，称为熵．
(2)熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．
二 热力学第二定律的微观意义
1．热力学第二定律的微观解释：
(1) 高温物体和低温物体中的分子都在做无规则的热运动，但是高温物体中分子热运动的平均速率要大于低温物体．所以在高温物体分子与低温物体分子的碰撞过程中，低温物体分子运动的剧烈程度会逐渐加剧，即低温物体的温度升高了，而高温物体分子运动的剧烈程度会减缓，即高温物体的温度降低了．所以从宏观热现象角度来看，热传递具有方向性，总是从高温物体传给低温物体．
(2) 换一种角度看，初始状态我们根据温度的高低来区分两个物体，而终了状态两个物体的温度处处相同，无法区别．我们就说系统的无序程度增加了．
(3) 同理可知，在通过做功使系统内能增加的过程中，自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程．【来源：21·世纪·教育·网】
2．热力学第二定律的微观意义：热力学第二定律揭示了涉及热现象的一切宏观自然过程都只能在一个方向上发生，而不会可逆地在相反的方向上出现．它指出在能量得以平衡的众多过程中，哪些可能发生，哪些不可能发生．自然界涉及热现象的一切宏观过程都是不可逆的，宏观自发过程的这种方向性(熵增加的方向)，也就成为时间的方向性．所以，“熵”又常常被称为“时间箭头”．
3．熵和熵增加原理：
(1)熵是反映系统无序程度的物理量，正如温度反映物体内分子平均动能大小一样．系统越混乱，无序程度越大，就称这个系统的熵越大．
(2)系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展，至少无序程度不会减少．也就是说，系统自发变化时，总是由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行．从熵的意义上来说，系统自发变化时，总是向着熵增加的方向发展，不会使熵减小．
(3)任何宏观物质系统都有一定量的熵，熵也可以在系统的变化过程中产生或传递．
4．一切自然过程的发生和发展中，总熵必定不会减少．
5．分析熵的变化情况
(1) 熵是反映系统无序程度的物理量，正如温度反映物体内分子平均动能大小一样．系统越混乱，无序程度越大，就称这个系统的熵越大．
(2) 系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展，至少无序程度不会减少．也就是说，系统自发变化时，总是由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行．从熵的意义上说，系统自发变化时总是向着熵增加的方向发展，不会使熵减少．21*cnjy*com
(3) 任何宏观物质系统都有一定量的熵，熵也可以在系统的变化过程中产生或传递．
【例1】如下图所示，将一滴红墨水滴入一杯清水中，红墨水会逐渐扩散到整杯水中，呈均匀分布，试说明这个过程中熵的变化．
【答案】 墨水原来处于较小的空间(一滴)，无序度小，后来处于较大空间，无序度大，故熵变大.
【例2】(多选)关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是( )
A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动
B．传热的自然过程是大量分子从有序运动向无序运动状态转化的过程
C．传热的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程
D．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
【解析】 传热的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程，其逆过程不能自发进行，故选项C、D正确．
【答案】 CD
【方法归纳】 系统自发变化时，总是从熵小的状态向熵大的状态发展，即自发地过程总是向着无序程度更大的方向发展，而不可能自发地向无序性减小的方向发展．
【变式训练】
1．(多选)下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是( )
A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律
B．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行
C．有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行
D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小
理论知识二 能源和能源的可持续发展
一 能源和可持续发展
1．能量耗散和品质降低：
(1) 能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为内能，成为更加分散因而也是无序度更大的能量，分散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象．
(2) 各种形式的能量向内能的转化是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态的转化，是能自动发生、全额发生的．21cnjy.com
(3) 能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有方向性．
(4) 能量耗散虽然不会导致能量总量的减少却会导致能量品质的降低，实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式．
2．能源和环境：
二 能源的分类
【例3】(多选)下列对能量耗散的理解正确的是( )
A．能量耗散说明能量在不断减少
B．能量耗散遵守能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性
【变式训练】
2．下列哪些现象属于能量耗散( )
A．利用水流能发电转化为电能
B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能
C．电池的化学能转化为电能
D．火炉把房子烤暖
【解析】 能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象．本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用，如用光作能源的手表等．只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能，才无法重新收集并加以利用，但本题没有告诉这光能用来做什么，故不能算能量耗散．只有火炉把房子烤热后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，无法重新收集并加以利用，才是能量耗散．21·cn·jy·com
【答案】 D
1．下列说法正确的是( )
A．与热现象有关的宏观过程有些是可逆的
B．一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行
C．由于液态水的分子无序度比冰高，故结冰过程违反熵增加原理
D．学习过程是人认识结构从无序到有序的过程，它违反了热力学第二定律
【解析】 一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，A错．由热力学第二定律的微观意义，判断D错，B正确，冰比水整齐有序，冰的熵少，冰自发熔化为水，熵增加，C错．www.21-cn-jy.com
【答案】 B
2．(多选)下列说法中正确的是( )
A．气体向真空中扩散时，气体分子变成均匀分布的可能性最大
B．我们所说的有序状态，指的是对应着较多微观态的那样的宏观态
C．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
D．熵越大，表示宏观态所对应的微观态数目越少
【解析】 一切自然过程向着平均、各处都一样的方向进行，或者说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，故A、C对；有序与无序是相对的，要根据研究的问题而定．B错；熵的大小表示无序性的程度，D错．
【答案】 AC
3．下列有关熵的说法中不正确的是( )
A．熵是系统内分子运动无序性的量度
B．在自然过程中熵总是增加的
C．热力学第二定律也叫做熵增加原理
D．熵值越大代表越有序
4．下列供热方式最有利于环境保护的是( )
A．用煤做燃料供热
B．用石油做燃料供热
C．用天然气或煤气做燃料供热
D．用太阳能灶供热
【解析】 煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能．但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧的不充分，使得废气中含有粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气．而太阳能是一种无污染的能源，应大力推广，故D正确．
【答案】 D
5．(多选)关于“温室效应”，下列说法正确的是( )
A．太阳能不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”
B．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”
C．“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化
D．“温室效应”使得土壤酸化
【解析】 “温室效应”的产生是由于石油和煤炭等燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，它的危害是使地面气温上升，两极冰雪融化，海面上升，故B、C选项正确．21·世纪*教育网
【答案】 BC
6．(多选)关于气体向真空中扩散的规律的叙述中正确的是( )
A．气体分子数越少，扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大
B．气体分子数越多，扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大
C．扩散到真空中的分子在整个容器中分布越均匀，其宏观态对应的微观态数目越大
D．气体向真空中扩散时，总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
【解析】 气体分子数越多，对应其宏观态的微观态数目越多，无序性越大，所以回到原状态的可能性越小，因此B错误．2-1-c-n-j-y
【答案】 ACD
7．(多选)下列关于热力学第二定律的理解正确的是( )
A．与热有关的自发的宏观物理过程都是不可逆的
B．所有热过程都是从有序变为无序
C．熵增加原理说明自然的物理过程具有方向性
D．热运动是一种最无序的运动，内能是最无序运动所对应的能量，因此机械能可以全部转变为内能，但不可能将内能100%全部转变为机械能
【解析】 由热力学第二定律可知A正确，由熵增加原理知道一切自然过程是沿分子热运动的无序性增大的方向进行，可判断B错，C、D正确．
【答案】 ACD
8．(多选)下列说法正确的是( )
A．热力学第二定律只在一定前提条件下才能成立
B．热力学第二定律揭示了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．能量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方向性
D．热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性
【解析】 由热力学第二定律及微观解释，可判断BCD正确，A错误．
【答案】 BCD
9．(多选)对“覆水难收”的叙述正确的是( )
A．盛在盆中的水是一种宏观态，因盆子的因素，对应的微观态数目较少，较为有序
B．盛在盆中的水是一种宏观态，因盆子的因素，对应的微观态数目较多，较为无序
C．泼出的水是一种宏观态，因不受器具的限制，对应的微观态数目较多，较为无序
D．泼出的水是一种宏观态，因不受器具的限制，对应的微观态数目较少，较为有序
【解析】 一切自然的过程总是有序转化为无序，因此盆中的水是有序的，泼出的水是无序的．
【答案】 AC
10．在上海市青少年校外活动营地“东方绿舟”内有一个绿色能区，同学们可以在这里做太阳能和风能的研究性实验．某同学为了测定夏季中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，制作了一个太阳能集热装置，实验器材有：(a)内壁涂黑的泡沫塑料箱一个，底面积为1 m2；(b)盛水塑料袋一个；(c)温度计一个；(d)玻璃板一块(约1 m2)．如图所示．2·1·c·n·j·y
假设图为一斜坡草地，太阳光垂直照射到草地表面，请将上述实验器材按实验设计要求画在下图中．
如果已知水的比热容c，被水吸收的热量Q与水的质量m、水温升高量Δt间的关系是Q＝ cmΔt，则为了测定中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，除了需要测量m、Δt外，还应测量的物理量是________，本实验会有一定误差，试写出一条产生误差的主要原因：____________________________.
【解析】 让太阳光照射容器中水，根据Q＝cmΔt得出水吸收的热量，求出单位面积上，单位时间内获得的太阳能，除了测量水的质量，温度升高值，还需测量太阳照射的时间．www-2-1-cnjy-com
【答案】 实验图示如下：
时间T(或t)
产生误差的主要原因：太阳能没有全部被水吸收(或水吸收的太阳能还有一部分损失等)
第十章 热力学定律
阶段性测试四
姓名： 分数：
1．煤、石油、天然气和生物质能资源的能量形成和转换利用过程基本上是( )
A．太阳能辐射→化学能→热能
B．太阳能辐射→机械能→电能
C．生物质能→电能→化学能→热能
D．太阳能辐射→机械能→化学能
【解析】 太阳能辐射转化成了煤、石油、天然气等的化学能，在对这些能源利用的过程中，又把它们的化学能转化成了热能．21世纪教育网版权所有
【答案】 A
2．关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是( )
A．能源是有限的，无节制的利用能源，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的
C．能源的开发和利用，必须同时加强对环境保护
D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径
【解析】 化石能源的资源是有限的，因此要开发和利用新能源，同时加强环境保护，故选B.
【答案】 B
3．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是( )【来源：21cnj*y.co*m】
A．尾气的温度越高，柴油机越节能
B．尾气的温度越低，柴油机越节能
C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D．以上说法均不正确
4．(多选)下列关于熵的说法中正确的是( )
A．熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高
B．熵值越小，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高
C．熵值越大，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序
D．熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序
【答案】 AD
5．(多选)倒一杯热水，然后加入适当的糖后，糖会全部溶于水中，但一段时间后又观察到杯底部有糖结晶，关于这个过程下列叙述正确的是( )
A．溶解过程是自发的，结晶过程也是自发的，因此热力学第二定律是错误的
B．溶解过程是有序向无序转变的过程
C．结晶过程是有序向无序转变的过程
D．结晶过程不是自发的，因为有外界的影响
【解析】 固体的熵小，液体的熵大．据熵增加原理可知AC错，BD对．
【答案】 BD
6．下列说法中正确的是( )
A．机械能和内能之间的转化是可逆的
B．气体向真空的自由膨胀是可逆的
C．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较有序的
D．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较无序的
【解析】 热现象的宏观过程都是不可逆的，故A、B错，微观态越多越无序，故选D.
【答案】 D
7．(多选)下列说法正确的是( )
A．与热现象有关的自发的宏观过程是有方向性的
B．与热现象有关的自发的宏观过程是熵增加的过程
C．气体扩散现象向着无序性增加的方向进行，是可逆过程
D．机械能转化为内能的过程是系统的熵增加的过程
【解析】 由热力学第二定律可知A对，由熵增加原理可知B对，气体扩散不可逆，C错，机械能转化为内能符合熵增加原理，D对．21教育网
【答案】 ABD
8．下列所述过程是可逆的是( )
A．气缸与活塞组合中装有气体，当活塞上没有外加压力，活塞与气缸间没有摩擦时
B．上述装置，当活塞上没有外加压力，活塞与气缸上摩擦很大，使气体缓慢地膨胀时
C．上述装置，没有摩擦，但调整外加压力，使气体能缓慢地膨胀时
D．在一绝热容器内盛有液体，不停地搅动它，使它温度升高
【解析】 自由膨胀是不可逆过程，A错，有摩擦产生，内能不能全部转化为机械能，B错，C是准静态无摩擦的膨胀，是可逆过程，由于做功产生热是不可逆过程，D错．【出处：21教育名师】
【答案】 C
9．(多选)下列说法正确的是( )
A．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则B分布更无序
B．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布，则A分布更无序
C．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是可逆的
D．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是不可逆的
【解析】 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．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则说明B分布更无序一些，A正确，B错误．大量分子的集合自发的运动过程是不可逆的，D正确，C错误． 【版权所有：21教育】
【答案】 AD
10．某同学在题为《能源利用和节约能源》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：
太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1 m2地面上在1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J．太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中．21教育名师原创作品
该同学在网上下载到了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积(V) 100 L
集热管的采光面积(S) 1.5 m2
效率(η) 40%
使用年限(z) 15年
(1) 该同学家每天大约需要100 kg热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？ 21*cnjy*com
(2) 与效率为80%的电热水器相比，该同学家每天可节约多少电能？
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第四节 热力学第二定律的微观解析
1．了解有序和无序，宏观态和微观态的概念．
2．知道宏观态对应的微观态的数目与无序程度的关系．知道热力学第二定律的微观意义．
3．知道熵的概念，了解熵增加原理，知道它是热力学第二定律的另一种表述．
4．了解什么是能量耗散和品质降低．了解能源与人类社会、环境的关系．
理论知识一 热力学第二定律的微观表述
一 热力学第二定律的微观解释
1．有序、无序：一个系统的个体按确定的某种规则，有顺序地排列即有序；个体分布没有确定的要求，“怎样分布都可以”即无序．21世纪教育网版权所有
2．宏观态、微观态：系统的宏观状态即宏观态，系统内个体的不同分布状态即微观态．
3．热力学第二定律的微观意义：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．
4．熵及熵增加原理：
(1)熵：表达式S＝klnΩ，k表示玻耳兹曼常量，Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目．S表示系统内分子运动无序性的量度，称为熵．
(2)熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．
二 热力学第二定律的微观意义
1．热力学第二定律的微观解释：
(1) 高温物体和低温物体中的分子都在做无规则的热运动，但是高温物体中分子热运动的平均速率要大于低温物体．所以在高温物体分子与低温物体分子的碰撞过程中，低温物体分子运动的剧烈程度会逐渐加剧，即低温物体的温度升高了，而高温物体分子运动的剧烈程度会减缓，即高温物体的温度降低了．所以从宏观热现象角度来看，热传递具有方向性，总是从高温物体传给低温物体．
(2) 换一种角度看，初始状态我们根据温度的高低来区分两个物体，而终了状态两个物体的温度处处相同，无法区别．我们就说系统的无序程度增加了．
(3) 同理可知，在通过做功使系统内能增加的过程中，自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程．【来源：21·世纪·教育·网】
2．热力学第二定律的微观意义：热力学第二定律揭示了涉及热现象的一切宏观自然过程都只能在一个方向上发生，而不会可逆地在相反的方向上出现．它指出在能量得以平衡的众多过程中，哪些可能发生，哪些不可能发生．自然界涉及热现象的一切宏观过程都是不可逆的，宏观自发过程的这种方向性(熵增加的方向)，也就成为时间的方向性．所以，“熵”又常常被称为“时间箭头”．
3．熵和熵增加原理：
(1)熵是反映系统无序程度的物理量，正如温度反映物体内分子平均动能大小一样．系统越混乱，无序程度越大，就称这个系统的熵越大．
(2)系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展，至少无序程度不会减少．也就是说，系统自发变化时，总是由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行．从熵的意义上来说，系统自发变化时，总是向着熵增加的方向发展，不会使熵减小．21·世纪*教育网
(3)任何宏观物质系统都有一定量的熵，熵也可以在系统的变化过程中产生或传递．
4．一切自然过程的发生和发展中，总熵必定不会减少．
5．分析熵的变化情况
(1) 熵是反映系统无序程度的物理量，正如温度反映物体内分子平均动能大小一样．系统越混乱，无序程度越大，就称这个系统的熵越大．
(2) 系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展，至少无序程度不会减少．也就是说，系统自发变化时，总是由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行．从熵的意义上说，系统自发变化时总是向着熵增加的方向发展，不会使熵减少．www-2-1-cnjy-com
(3) 任何宏观物质系统都有一定量的熵，熵也可以在系统的变化过程中产生或传递．
【例1】如下图所示，将一滴红墨水滴入一杯清水中，红墨水会逐渐扩散到整杯水中，呈均匀分布，试说明这个过程中熵的变化．2-1-c-n-j-y
【例2】(多选)关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是( )
A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动
B．传热的自然过程是大量分子从有序运动向无序运动状态转化的过程
C．传热的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程
D．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
【变式训练】
1．(多选)下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是( )
A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律
B．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行
C．有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行
D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小
理论知识二 能源和能源的可持续发展
一 能源和可持续发展
1．能量耗散和品质降低：
(1) 能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为内能，成为更加分散因而也是无序度更大的能量，分散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象．
(2) 各种形式的能量向内能的转化是无序程度较小的状态向无序程度较大的状态的转化，是能自动发生、全额发生的．2·1·c·n·j·y
(3) 能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有方向性．
(4) 能量耗散虽然不会导致能量总量的减少却会导致能量品质的降低，实际上是将能量从高度有用的高品质形式降级为不大可用的低品质形式．
2．能源和环境：
二 能源的分类
【例3】(多选)下列对能量耗散的理解正确的是( )
A．能量耗散说明能量在不断减少
B．能量耗散遵守能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性
【变式训练】
2．下列哪些现象属于能量耗散( )
A．利用水流能发电转化为电能
B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能
C．电池的化学能转化为电能
D．火炉把房子烤暖
1．下列说法正确的是( )
A．与热现象有关的宏观过程有些是可逆的
B．一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行
C．由于液态水的分子无序度比冰高，故结冰过程违反熵增加原理
D．学习过程是人认识结构从无序到有序的过程，它违反了热力学第二定律
2．(多选)下列说法中正确的是( )
A．气体向真空中扩散时，气体分子变成均匀分布的可能性最大
B．我们所说的有序状态，指的是对应着较多微观态的那样的宏观态
C．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
D．熵越大，表示宏观态所对应的微观态数目越少
3．下列有关熵的说法中不正确的是( )
A．熵是系统内分子运动无序性的量度
B．在自然过程中熵总是增加的
C．热力学第二定律也叫做熵增加原理
D．熵值越大代表越有序
4．下列供热方式最有利于环境保护的是( )
A．用煤做燃料供热
B．用石油做燃料供热
C．用天然气或煤气做燃料供热
D．用太阳能灶供热
5．(多选)关于“温室效应”，下列说法正确的是( )
A．太阳能不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”
B．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”
C．“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化
D．“温室效应”使得土壤酸化
6．(多选)关于气体向真空中扩散的规律的叙述中正确的是( )
A．气体分子数越少，扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大
B．气体分子数越多，扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大
C．扩散到真空中的分子在整个容器中分布越均匀，其宏观态对应的微观态数目越大
D．气体向真空中扩散时，总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
7．(多选)下列关于热力学第二定律的理解正确的是( )
A．与热有关的自发的宏观物理过程都是不可逆的
B．所有热过程都是从有序变为无序
C．熵增加原理说明自然的物理过程具有方向性
D．热运动是一种最无序的运动，内能是最无序运动所对应的能量，因此机械能可以全部转变为内能，但不可能将内能100%全部转变为机械能
8．(多选)下列说法正确的是( )
A．热力学第二定律只在一定前提条件下才能成立
B．热力学第二定律揭示了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．能量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方向性
D．热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性
9．(多选)对“覆水难收”的叙述正确的是( )
A．盛在盆中的水是一种宏观态，因盆子的因素，对应的微观态数目较少，较为有序
B．盛在盆中的水是一种宏观态，因盆子的因素，对应的微观态数目较多，较为无序
C．泼出的水是一种宏观态，因不受器具的限制，对应的微观态数目较多，较为无序
D．泼出的水是一种宏观态，因不受器具的限制，对应的微观态数目较少，较为有序
10．在上海市青少年校外活动营地“东方绿舟”内有一个绿色能区，同学们可以在这里做太阳能和风能的研究性实验．某同学为了测定夏季中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，制作了一个太阳能集热装置，实验器材有：(a)内壁涂黑的泡沫塑料箱一个，底面积为1 m2；(b)盛水塑料袋一个；(c)温度计一个；(d)玻璃板一块(约1 m2)．如图所示．21教育网
假设图为一斜坡草地，太阳光垂直照射到草地表面，请将上述实验器材按实验设计要求画在下图中．
如果已知水的比热容c，被水吸收的热量Q与水的质量m、水温升高量Δt间的关系是Q＝ cmΔt，则为了测定中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，除了需要测量m、Δt外，还应测量的物理量是________，本实验会有一定误差，试写出一条产生误差的主要原因：____________________________.
第十章 热力学定律
阶段性测试四
姓名： 分数：
1．煤、石油、天然气和生物质能资源的能量形成和转换利用过程基本上是( )
A．太阳能辐射→化学能→热能
B．太阳能辐射→机械能→电能
C．生物质能→电能→化学能→热能
D．太阳能辐射→机械能→化学能
2．关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是( )
A．能源是有限的，无节制的利用能源，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的
C．能源的开发和利用，必须同时加强对环境保护
D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径
3．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是( )21cnjy.com
A．尾气的温度越高，柴油机越节能
B．尾气的温度越低，柴油机越节能
C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D．以上说法均不正确
4．(多选)下列关于熵的说法中正确的是( )
A．熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高
B．熵值越小，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高
C．熵值越大，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序
D．熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序
5．(多选)倒一杯热水，然后加入适当的糖后，糖会全部溶于水中，但一段时间后又观察到杯底部有糖结晶，关于这个过程下列叙述正确的是( )
A．溶解过程是自发的，结晶过程也是自发的，因此热力学第二定律是错误的
B．溶解过程是有序向无序转变的过程
C．结晶过程是有序向无序转变的过程
D．结晶过程不是自发的，因为有外界的影响
6．下列说法中正确的是( )
A．机械能和内能之间的转化是可逆的
B．气体向真空的自由膨胀是可逆的
C．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较有序的
D．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较无序的
7．(多选)下列说法正确的是( )
A．与热现象有关的自发的宏观过程是有方向性的
B．与热现象有关的自发的宏观过程是熵增加的过程
C．气体扩散现象向着无序性增加的方向进行，是可逆过程
D．机械能转化为内能的过程是系统的熵增加的过程
8．下列所述过程是可逆的是( )
A．气缸与活塞组合中装有气体，当活塞上没有外加压力，活塞与气缸间没有摩擦时
B．上述装置，当活塞上没有外加压力，活塞与气缸上摩擦很大，使气体缓慢地膨胀时
C．上述装置，没有摩擦，但调整外加压力，使气体能缓慢地膨胀时
D．在一绝热容器内盛有液体，不停地搅动它，使它温度升高
9．(多选)下列说法正确的是( )
A．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则B分布更无序
B．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布，则A分布更无序
C．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是可逆的
D．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是不可逆的
10．某同学在题为《能源利用和节约能源》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：
太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1 m2地面上在1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J．太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中．21·cn·jy·com
该同学在网上下载到了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积(V) 100 L
集热管的采光面积(S) 1.5 m2
效率(η) 40%
使用年限(z) 15年
(1) 该同学家每天大约需要100 kg热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？www.21-cn-jy.com
(2) 与效率为80%的电热水器相比，该同学家每天可节约多少电能？
