第3章 第3节 热力学第二定律
题型1 热力学第二定律的不同表述与理解 题型2 第二类永动机不可能制成
▉题型1 热力学第二定律的不同表述与理解
【知识点的认识】
热力学第二定律
1．热传导的方向性
①热量可以自发地从高温物体传递给低温物体．
②热量从低温物体传递给高温物体，必须借助外界的帮助．
2．机械能内能转化方向性
①热机
定义：把内能转化为机械能的机器．
能量：Q1＝W+Q2
效率：η100%
②机械能可以自发地全部转化为内能，而内能全部转化为机械能必须受外界影响或引起外界变化．
3．第二类永动机不可制成
①定义：从单一热源吸收的热量，可以全部用来做功，而不引起其他变化的机器．即：效率η＝100%的机器．
②原因：违背了热力学第二定律，但没有违背能量守恒定律
4．热力学第二定律
①两种表述：
Ⅰ．不可能使热量从低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．
Ⅱ．不可能从单一热源吸收热量并全部用来做功，而不引起其他变化．
②实质：自然界中涉及到的热现象的宏观过程都具有方向性．
③热力学第二定律是独立于第一定律的．
5．能量耗散
①定义：无法重新收集和利用的能量，这种现象为能量耗散．
②反映了热现象宏观过程的方向性．
1．如图所示，电水壶中装有温度为0℃的水，现对水加热使其温度从0℃上升到4℃，此过程中水的体积随着温度的升高反而减小，这种现象称为“反常膨胀”。在水“反常膨胀”的过程中，体积虽然减小，但所有水分子间的总势能是增大的，关于此过程，下列说法正确的是（ ）
A．每个水分子的动能均增加
B．分子力对水分子做正功
C．整壶水的内能增加
D．水温从0℃上升到4℃，这说明热量可以自发地从低温物体传到高温物体
【答案】C
【解答】解：A．温度是分子平均动能的标志，温度升高，水分子的平均动能增加，但单个分子的动能变化情况是随机的，故A错误；
B．因为水分子间的总势能是增大的，根据功能关系可知分子力对水分子做负功，故B错误；
C．水的内能包括所有水分子的动能与水分子间的势能，在水反常膨胀的过程中，分子平均动能和分子势能都增加，故水的内能增加，故C正确；
D．根据热力学第二定律，热量不可以自发地从低温物体传到高温物体，故D错误。
故选：C。
2．关于下列热现象的说法，正确的是（ ）
A．小草上的露珠呈球形，其主要原因是液体表面张力的作用
B．给自行车轮胎打气很吃力，这是因为气体分子之间存在斥力
C．阳光从缝隙射入教室，从“光柱”中看到尘埃的运动就是布朗运动
D．夏天空调制冷时，热量能够自发从低温的室内传递到高温的室外
【答案】A
【解答】解：A．液体表面张力使液面收缩至最小面积，露珠呈球形正是表面张力作用的结果，故A正确；
B．打气困难是因气体压强增大，需克服气体压力做功，而非分子间斥力，故B错误；
C．肉眼可见的尘埃运动是气流引起的宏观运动，不是布朗运动，布朗运动需显微镜观察，故C错误；
D．根据热力学第二定律可知热量不能自发从低温传至高温，空调制冷需外界做功，故D错误。
故选：A。
3．下列说法正确的是（ ）
A．制作一个装置从海水中吸收热量并全部用来做功是可行的
B．可发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度
C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，可想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
D．空间站气闸舱散逸到太空的空气无法自动回到气闸舱重复利用
【答案】D
【解答】解：A．根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能并全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，故A错误；
B．绝对零度是温度的极值，绝对零度无法达到，更不可能使温度降至绝对零度以下，故B错误；
C．根据热力学第二定律知，有害气体和空气不可能自发地分离，故C错误；
D．根据热力学第二定律的方向性可知，空间站气闸舱散逸到太空的空气无法自动回到气闸舱重复利用，故D正确。
故选：D。
4．下列说法正确的是（ ）
A．一个气体分子的体积等于该气体的摩尔体积与阿伏加德罗常量的比值
B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的无规则运动是由于固体颗粒分子的无规则运动引起的
C．当分子间距离减小时，一定克服分子力做功
D．分子的扩散现象是不可逆的
【答案】D
【解答】解：A．气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比等于一个气体分子运动占据的空间的体积，不是一个气体分子的体积，故A错误；
B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，是小炭粒的运动，属于布朗运动，是由于水分子的无规则运动引起的，故B错误；
C．当分子间距离减小时，若分子力表现为引力，分子力做正功，若分子力表现为斥力，分子力做负功，故C错误；
D．根据热力学第二定律可知，与热现象有关的宏观过程都具有方向性，可知扩散现象是不可逆的，故D正确。
故选：D。
5．对于以下教材中配图说明，说法正确的是（ ）
A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图实验中需将痱子粉撒得尽量厚一些
B．乙图为布朗运动产生原因示意图。则微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显
C．丙图为模拟气体压强产生机理实验图。说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的
D．丁图为热机工作时的能流分配图。说明热机的效率可能达到100%
【答案】C
【解答】解：A、用油膜法估测分子直径实验原理是：让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径，实验中需将痱子粉撒的薄薄一层就好，故A错误；
B、乙图为布朗运动产生原因示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，微粒各方向受力比较均衡，布朗运动不明显，故B错误；
C、气体分子永不停息地做无规则的热运动，频繁地碰撞容器的器壁，会对器壁产生压强，丙图为模拟气体压强产生机理实验图。实验说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁撞击产生的，故C正确；
D、丁图为热机工作时的能流分配图。从高温向低温传递热量时会伴随着对外做功，说明热机的效率不可能达到100%，故D错误。
故选：C。
6．如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则（ ）
A．容器中气体的内能减少
B．容器中气体分子的平均动能增加
C．容器中气体分子的数密度减小
D．Q中的气体能自发地全部退回到P中去
【答案】C
【解答】解：A、气体在真空中膨胀，对外不做功，并且由题意可知整个系统与外界也没有热交换，故由热力学第一定律可知气体的内能不变，故A错误；
B、气体由于分子间距离较大，分子力视为零，故分子势能为零，不随体积的增大而变化。又因内能＝所有分子动能+所有分子势能，内能不变，所以分子平均动能不变，故B错误；
C、气体在真空中膨胀，体积增大，容器中气体分子的数密度减小，故C正确；
D、由热力学第二定律可知，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，所以Q中的气体不可能自发的全部退回到P中，故D错误，
故选：C。
7．下列说法正确的是（ ）
A．冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵循热力学第二定律
B．自发的热传导是可逆的
C．可以通过给物体加热而使它运动起来，但不产生其他影响
D．气体向真空膨胀具有方向性
【答案】D
【解答】解：A．冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，消耗了电能，引起了外界变化，仍然遵循热力学第二定律，故A错误；
B．根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关宏观过程都是不可逆的，所以自发的热传导是不可逆的，故B错误；
C．给物体加热只能增加物体的内能，不能增加物体的机械能，所以不能使它运动起来，故C错误；
D．气体可自发地向真空容器膨胀，具有方向性，故D正确。
故选：D。
8．根据热力学定律，下列说法正确的有（ ）
A．一切符合能量守恒定律的宏观过程都能发生
B．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”
C．空调在制冷的过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
D．热机工作时如果没有漏气和摩擦，也没有机体热量的损失，燃料燃烧产生的热量是可以完全转化成机械能的
【答案】C
【解答】解：A．根据热力学第二定律可知，热运动的宏观过程均具有一定的方向性，符合能量守恒定律的宏观过程并不都能够发生，故A错误；
B．根据能量守恒定律可知，自然界总的能量守恒，不会减少，故B错误；
C．空调机制冷过程中一方面从室内吸收热量，另一方面所消耗电能中的一部分又变为热量散失在室外，可知，排放到室外的热量多于从室内吸收的热量，即空调在制冷的过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，故C正确；
D．热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，尾气会带走较多的热量，剩余的能量才是有用的能量，有用的能量在燃料完全燃烧提供的能量中只占一部分，所以热机效率不可能达到100%，故燃料燃烧产生的热量也不可能可以完全转化成机械能，故D错误。
故选：C。
9．校园科技节活动中，水火箭吸引了同学们的关注，水火箭又称气压式喷水火箭，由饮料瓶、装入瓶内的水及密闭气体（可视为理想气体）组成。发射前，往瓶内注入一定体积的水，然后使用打气筒向水火箭内部加入一定体积的气体，按下发射按钮，箭体可发射至高空。若充气和放气过程气体温度均不变，忽略空气阻力、瓶身和水的体积变化，整个装置气密性良好。下列说法正确的是（ ）
A．充气过程中，瓶内密闭的气体压强将变小
B．充气过程中，瓶内密闭的气体分子的平均动能将增加
C．在发射过程，封闭气体的内能全部转化为水的机械能
D．在发射过程，单位时间容器内壁单位面积受到气体分子的撞击次数将减小
【答案】D
【解答】解：AB．充气过程中，瓶内密闭的气体的分子数增大，分子数密度增大，温度均不变，瓶内密闭的气体分子的平均动能不变，压强将变大，故AB错误；
C．根据热力学第二定律可知，瓶内封闭气体的内能无法全部用来做功以转化成机械能，故C错误；
D．在发射过程，瓶内的水喷出，气体分子数密度减小，气体温度不变，单位时间容器内壁单位面积受到气体分子的撞击次数将减小，故D正确。
故选：D。
10．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回时所使用的气密性装置，其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，则（ ）
A．气体体积膨胀，对外做功，内能减小
B．B中气体可自发地全部退回到A中
C．在自由膨胀过程中，所有气体分子的运动方向相同
D．气体分子单位时间内与A舱壁单位面积上的碰撞次数将减少
【答案】D
【解答】解：A.由于气闸舱B内为真空，所以气体在膨胀过程中不会对外做功，又系统与外界没有热交换，则气体内能不变，故A错误；
B.根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观变化都是不可逆的，故B中气体不可能自发地全部退回到A中，故B错误；
C.分子是永不停息地做无规则运动，在自由膨胀过程中，气体分子的运动方向并不都相同，故C错误；
D.气体体积变大，分子数密度减小，温度不变，分子平均动能不变，平均速率不变，所以气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少，故D正确。
故选：D。
11．下列说法正确的是（ ）
A．一定质量的理想气体吸热时，其温度一定升高
B．第一类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律
C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D．一定质量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而减少
【答案】C
【解答】解：A、根据热力学第一定律，可知当一定质量的理想气体吸热时，如果同时对外做功，则其内能可能减小，温度可能降低，故A错误；
B、第一类永动机违反了能量守恒定律，故B错误；
C、当分子距离小于平衡距离时，表现为斥力，随着分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，故C正确；
D、温度降低，分子的平均动能减小，分子每次对器壁的撞击力减小，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积平均碰撞次数必增加，故D错误。
故选：C。
12．关于热力学定律，下列说法错误的是（ ）
A．做功与传热对改变系统的内能是等价的
B．热力学第一定律实际上是内能与其他形式能量发生转化时的能量守恒定律
C．一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的
D．能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒，但能量的品质下降
【答案】C
【解答】解：A、做功与热传递是改变内能的两种方式，对改变系统的内能是等价的，故A正确；
B、根据热力学第一定律可知，热力学第一定律揭示了内能与其他形式能量发生转化时的能量之间的关系，故B正确；
C、根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，故C错误；
D、能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒，但能量的品质下降说明了能源是有限的，我们要节约能源，故D正确。
本题选择错误的，
故选：C。
13．2022年4月16号上午，神舟13号飞船在内蒙古东风着陆场顺利降落，气闸舱是实验舱中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置。气闸舱的工作原理简化图如图所示，座舱A充满一定质量的理想气体，座舱B内为真空。打开阀门K，气体会自发扩散至B中，气体最终达到平衡，整个系统不漏气且与外界没有热交换，下列说法正确的是（ ）
A．平衡后，气体系统的熵值在减小
B．座舱A中气体自发扩散过程中，气体对外做功，内能减小
C．平衡后，座舱B中气体可能自发的全部回到座舱A中
D．平衡后，气体分子单位时间内，与器壁单位面积的碰撞次数减少
【答案】D
【解答】解：AC、根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观变化都是不可逆的，平衡后，气体系统的熵值会增加，故平衡后，座舱B中气体不可能自发地全部退回到A中，故AC错误；
B、由于座舱B内为真空，所以气体在膨胀过程中不会对外做功，即W＝0，又系统与外界没有热交换，即Q＝0，根据热力学第一定律ΔU＝Q+W，可得ΔU＝0，则气体内能不变，故B错误；
D、气体体积变大，分子数密度减小，温度不变，分子平均动能不变，平均速率不变，根据气体压强的微观解释，可知气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将减少，故D正确。
故选：D。
14．根据所学的热学的有关知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以自发地全部转化成机械能
B．凡与热现象有关的自发的宏观过程都具有方向性。在热传递中，热量能够从高温物体传递给低温物体，但不能自发地从低温物体传递给高温物体
C．随着技术不断进步，制冷机可以使温度降到﹣300℃
D．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行
【答案】B
【解答】解：
A、根据热力学第二定律知，机械能可能全部转化为内能；在没有外界影响时，内能不能全部用来做功以转化成机械能，故A错误；
B、凡与热现象有关的自发的宏观过程都具有方向性。在热传递中，热量能够从高温物体传递给低温物体，但不能自发地从低温物体传递给高温物体，故B正确；
C、绝对零度为﹣273.15℃，温度不可能降到绝对零度之下，故不可能使温度降到﹣300℃，故C错误；
D、在热传递中，热量不能自发地从低温物体传递给高温物体，故D错误；
故选：B。
15．在日常生活中，将面制品悬放在水中煮，不会发黄，变焦，而悬放在油中加热，则会发黄、变焦．这一现象说明（ ）
A．油放出的热量比水多 B．油的比热比水大
C．油的沸点比水高 D．油的传热性能比水强
【答案】C
【解答】解：因为的水的沸点在一标准大气压下是100℃，而油在一标准大气压下的沸点高于100℃，所以将面制品在水中煮，只要水不干，就不会煮焦，而在油中炸，则会发黄，甚至炸糊了。故A、B、D错误。
故选：C。
16．下列有关热力学定律的说法正确的是（ ）
A．热量可以自发地从低温物体传到高温物体
B．做功与热传递是改变内能的两种方式
C．黄河的水能是取之不尽，用之不竭的
D．内能可以全部转化成机械能而不产生其他影响
【答案】B
【解答】解：A．据热力学第二定律可知，热量可以从低温物体传到高温物体，但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误；
B．做功与热传递是改变内能的两种方式，故B正确；
C．水能的使用过程存在能量耗散，所以黄河的水能不是取之不尽，用之不竭的，故C错误；
D．据热力学第二定律可知，内能不可以全部转化成机械能而不产生其他影响，故D错误。
故选：B。
17．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
B．两个分子甲和乙距离变化过程中，只要两分子克服分子力做功，则分子势能一定增加
C．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
D．0℃的铁和0℃的冰，它们的内能相同
【答案】B
【解答】解：A、布朗运动是悬浮在液体中微粒的无规则运动，显微镜中看到的是颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，布朗运动反映的是水分子的无规则运动，故A错误；
B、克服分子力做功的过程，是把其它形式的能转化为分力势能的过程，分子势能增大，故B正确；
C、电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，没有违背了热力学第二定律，因为该过程引起了外界的变化，消耗了电能，故C错误；
D、温度是分子的平均动能的标志，0℃的铁和0℃的冰，它们的分子平均动能相同，但是分子势能的大小关系不确定，所以它们的内能不一定相同，故D错误。
故选：B。
18．下列有关热学现象的说法正确的是（ ）
A．双手互相摩擦发热的现象是用热传递的方法来改变物体内能的
B．在散热的条件下被压缩的气体内能一定增加
C．第二类永动机不违反热力学第二定律，只违反热力学第一定律
D．宏观与热现象有关的自发的物理过程都是不可逆的
【答案】D
【解答】解：A、双手互相摩擦发热的现象是用做功的方法来改变物体内能的，故A错误；
B、由热力学第一定律ΔU＝W+Q知，在散热的条件下被压缩的气体内能不一定增加，故B错误；
C、第二类永动机不违反热力学第一定律，只违反热力学第二定律，故C错误；
D、根据热力学第二定律，所有与热现象有关的自发过程都是不可逆的，即这些过程一旦发生，就不可能自发地逆向进行，除非有外界干预，这反映了自然界中能量转化的方向性，故D正确。
故选：D。
19．如图甲是在显微镜下追踪一粒小炭粒的运动，每隔30s记录炭粒的位置并连线得到的图线；图乙为热机工作时的能流分配示意图；图丙为用热熨斗在棉纸上来回烫熨来去除凝固在衣料上的蜡迹；分子间作用力F与分子间距离r，的关系如图丁所示。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，图线表明炭粒分子的运动是无规则的
B．根据图乙可知，热机的效率可能达到100%
C．图丙中，由于棉纸的毛细现象，当蜡受热熔化成液体后，它们就会被棉纸吸掉
D．图丁中，相距较远的两个分子距离减小到r0的过程中，分子势能先增大后减少
【答案】C
【解答】解：A、图甲中，图线表明炭粒的运动是无规则的，说明了水分子在做无规则热运动，故A错误；
B、根图乙可知，热机在工作过程中必然排出部分热量，即对外做功W＜Q，根据热力学第二定律可知热机的效率不可能达到100%，B错误；
C、在衣料上，下的棉纸内有许多细小的孔道起着毛细管的作用，当蜡受热熔化成液体后，由于毛细现象，它们就会被松纸吸掉，故C'正确；
D、当分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，相距较远的两个分子距离减小到r0的过程中。分子力一直做正功，分子势能一直减小，故D错误。
故选：C。
20．关于热学的说法中，下列表述正确的是（ ）
A．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
B．冰箱在制冷过程中，能将热量从温度低的物体传到温度高的物体，所以冰箱工作时不遵守热力学第二定律
C．在完全失重的状态下，密闭容器对容器壁压强为零
D．在绝热过程中，外界对一定质量的理想气体做功，气体的内能必然增加
【答案】D
【解答】解：A、花粉颗粒在液体中的布朗运动是花粉小颗粒的运动，是由于液体分子无规则热运动引起的，故A错误；
B、冰箱在制冷过程中，能将热量从温度低的物体传到温度高的物体，产生了其它影响，即消耗了电能，所以冰箱工作时不违背热力学第二定律，故B错误；
C、大量气体分子单位时间作用在器壁上单位面积上的压力，在完全失重状态下，依然存在碰撞，依然产生气体压强，故C错误；
D、在绝热过程中，即Q＝0，外界对理想气体做功，即W＞0，由热力学第一定律ΔU＝Q+W，可知ΔU＞0，即气体的内能增大，故D正确。
故选：D。
21．如图所示，这是中国传统玩具饮水鸟。在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里，“喝”了一口后，又直立起来。之后，无需人的干预，小鸟直立一会儿就会自己俯下身去使鸟嘴浸入水中“喝”水，然后又会直立起来。就这样周而复始，小鸟不停地点头“喝”水，则下列说法正确的是（ ）
A．饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能
B．水杯中的水干了之后，小鸟还能点头“喝”水
C．这种玩具饮水鸟是一架永动机
D．此现象违背了热力学第二定律
【答案】A
【解答】解：A．玩具饮水鸟的内部结构如图所示：
饮水鸟的头和躯体分别为两个薄壁玻璃球，其间以一个玻璃管连接，内部装有易挥发的液体。其原理是先在鸟嘴上滴一些水，水分蒸发后吸热使得头部气压小于肚子中的气压，从而使肚子中的部分液体压入头部，使重心上移，鸟的身体变得不稳定而发生倾斜，倾斜的过程中肚子中的玻璃管口脱离液面，从而使头部的液体又回流到肚子中，使鸟的身体再回到开始的竖直状态，而刚才倾斜的过程中鸟嘴刚好又沾到了水，之后鸟回到竖直状态后，鸟嘴的水分蒸发，重复前方的运动，即饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能，故A正确；
B．根据上述可知，当水杯中的水干了之后，由于不能形成头部和肚子的压强差，小鸟不能再上下运动，也就是说小鸟不能点头“喝”水，故B错误；
C．这种玩具饮水鸟仍然遵循能量守恒定律，但不是一架永动机，故C错误；
D．根据上述分析可知，该过程没有违背热力学第二定律，故D错误。
故选：A。
22．电冰箱由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四个部分组成一个密闭的连通系统，制冷剂在连通系统内循环流经这四个部分。各部分的温度和压强如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．制冷剂在蒸发器中的状态可以看成理想气体
B．该过程实现了热量从低温物体向高温物体传递，符合热力学第二定律
C．冷凝器向环境散失的热量可能小于蒸发器从冰箱内吸收的热量
D．制冷剂在通过冷凝器的过程中分子势能和分子动能都增大
【答案】B
【解答】解：A、制冷剂在蒸发器中虽然是气体状态，但不满足远离液化的状态，所以不能看成理想气体，故A错误；
B、该过程实现了热量从低温物体向高温物体传递，因为消耗了能量，符合热力学第二定律，故B正确；
C、由于压缩机要做功，所以冷凝器向环境散失的热量大于蒸发器从冰箱内吸收的热量，故C错误；
D、温度是分子平均动能的标志。在冷凝器中制冷剂温度降低，分子平均动能降低，分子间距从气体过渡到液体，分子势能降低，故D错误。
故选：B。
23．“奋斗号”潜水器2020年成功坐底马里亚纳海沟，标志着我国载人深潜技术已达世界领先水平。现利用固定在潜水器体外的一个密闭气缸做验证性实验：如图，气缸内封闭一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐降低，则此过程中理论上被封闭的气体（ ）
A．从外界吸热
B．压强与潜水器下潜的深度成正比
C．体积与潜水器下潜的深度成反比
D．单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多
【答案】D
【解答】解：A、在潜水器缓慢下潜的过程中，气体的压强逐渐增大，体积逐渐减小，则外界对气体做功，又因为海水温度降低，所以气体的温度也降低，根据热力学第一定律ΔU＝Q+W可知，Q＜0，即气体向外界放热，故A错误；
BC、根据压强的计算公式可得：
p1+p0+ρgh
所以压强不与潜水器下潜的深度成正比，根据一定质量的理想气体的状态方程pV＝nRT可知，气体的温度下降，压强增大，无法分析出体积与潜水器下潜深度的关系，故BC错误；
D、根据上述分析可知，因为气体压强增大，且温度降低，则单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多，故D正确；
故选：D。
（多选）24．下列说法中正确的是（ ）
A．放过煤的混凝土地面下一定深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动
B．分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越小
C．热量不能从低温物体传到高温物体
D．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加
E．有的物质微粒能够按照不同规则在空间分布，在不同条件下能够生成不同的晶体
【答案】ADE
【解答】解：A．放过煤的混凝土地面下一定深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动，故A正确；
B．当分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离变小的过程中，分子力做负功，分子势能增加，所以分子间的距离越小，分子势能越大，故B错误；
C．根据热力学第二定律可知，热量不能自发的从低温物体传到高温物体，而不引起其他的变化，故C错误；
D．在绝热条件下压缩气体，外界对气体做功，气体与外界没有热交换，气体内能一定增大，故D正确；
E．有的物质微粒能够按照不同规则在空间分布，在不同条件下能够生成不同的晶体，例如石墨和金刚石，故E正确。
故选：ADE。
（多选）25．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的无规测热运动
B．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均速率不同
C．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
E．荷叶上的露珠几乎呈球形是由于表面张力的作用
【答案】BDE
【解答】解：A．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，间接反映分子的无规则运动，不是液体分子的无规测热运动，故A错误；
B．温度是分子平均动能标志，当氢气和氧气温度相同时，说明分子平均动能相同，但分子质量不同，故分子平均速率不同，故B正确；
C．空调制冷说明热量可以在一定的条件下由低温物体传向高温物体，但不是自发地由低温物体传向高温物体，根据热力学第二定律，自发的热现象具有方向性，故C错误；
D．由同种元素构成的固体原子的排列方式不同，可以成为不同的晶体，例如石墨和金刚石，故D正确；
E．荷叶上的露珠呈球形是由于在液体表面张力作用下表面收缩的结果，故E正确。
故选：BDE。
（多选）26．下列说法正确的是（ ）
A．液体的表面张力方向与液面相切
B．热量能自发地从低温物体传递到高温物体
C．分子间相互作用的引力和斥力总是同时存在的
D．晶体发生物态变化时，其温度保持不变
E．扩散现象证明分子间有间隙，但不能证明分子总是在永不停息地做无规则运动
【答案】ACD
【解答】解：A．液体的表面张力方向与液面相切，故A正确；
B．由热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，从低温物体传递到高温物体必须要引起外界变化，故B错误；
C．分子间相互作用的引力和斥力总是同时存在的，故C正确；
D．晶体发生物态变化时，其温度不发生变化，但是仍然要持续吸热或放热，故D正确；
E．扩散现象是不同物质相互进入对方的现象，证明分子间有间隙，同时能证明分子总是在永不停息地做无规则运动，故E错误。
故选：ACD。
（多选）27．下列说法正确的是（ ）
A．水管中水的流速越大，水分子的热运动越剧烈
B．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，分子力可能先增大后减小
D．物体对外界做功同时吸收热量，物体的内能不可能减小
E．一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，是不可逆的
【答案】BCE
【解答】解：A.水分子的热运动剧烈程度与温度有关，与水管中水的流速大小没有关系，故A错误；
B.单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故B正确；
C.当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，当分子间的距离从r0增大时，分子力可能先增大后减小，故C正确；
D.根据热力学第一定律公式ΔU＝W+Q可知，若物体对外界做功大于吸收热量，物体的内能可能减小，故D错误；
E.根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，是不可逆的，故E正确；
故选：BCE。
（多选）28．下列说法正确的是（ ）
A．物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能
B．橡胶无固定熔点，是非晶体
C．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关
D．热机的效率总小于1
E．对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大
【答案】BDE
【解答】解：A、物体中分子热运动动能的总和与分子势能的总和等于物体的内能；故A错误；
B、橡胶是非晶体，没有固定的熔点；故B正确
C、饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大。故C错误；
D、热机的效率无法达到100%；故D正确；
D、温度是分子平均动能的标志；温度越高，分子平均动能越大；故E正确；
故选：BDE。
（多选）29．关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
D．不可能使热量从低温物体传向高温物体
E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
【答案】ACE
【解答】解：A、做功和热传递是改变物体内能的两种方法，故A正确；
B、做功和热传递是改变物体内能的两种方法，故B错误；
C、在外界的影响下，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功；故C正确；
D、热量不能自发从低温物体传向高温物体，D错误；
E、根据热力学第二定律，功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，故E正确；
故选：ACE。
（多选）30．下列说法正确的是（ ）
A．当分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离越小，分子势能越大
B．0℃的冰融化为0℃的水需要吸热，该过程中分子的平均动能增大
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真实发生
【答案】AC
【解答】解：A．当分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离减小时，分子力做负功，分子势能增，故A正确；
B．温度是分子平均动能的标志，0℃的冰融化为0℃的水需要吸热，可温度不变，分子平均动能不变，故B错误；
C．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故C正确；
D．热运动的宏观过程具有方向性，因此符合能量守恒定律的宏观过程不一定能真实发生，故D错误。
故选：AC。
（多选）31．下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动反映的是液体分子的无规则运动
B．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
C．气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的
D．运送沙子的卡车停于水平地面，在缓慢卸沙过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体从外界吸热
E．晶体的物理性质都是各向异性的
【答案】ACD
【解答】解：A、布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，反映的是液体分子的无规则运动，故A正确；
B、根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故B错误；
C、气体对容器的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的，故C正确；
D、在缓慢卸沙子的过程中，若车胎不漏气，胎内气体的压强减小，温度不变，根据一定质量的理想气体状态方程pV＝CT可知，气体的体积增大，对外做功，由热力学第一定律ΔU＝Q+W可知，胎内气体从外界吸热，故D正确；
E、晶体由单晶体和多晶体两种，单晶体具有各向异性，而多晶体具有各向同性，故E错误；
故选：ACD。
（多选）32．如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑．现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中，如果环境温度保持不变，下列说法正确的是（ ）
A．气体分子平均动能不变
B．气体内能减少
C．气体吸收热量
D．气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现
E．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律
【答案】AC
【解答】解：A、封闭气体等温膨胀过程，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，所以A正确；
B、温度不变，则气体分子的内能不变，B错误；
C、温度不变，内能不能，体积膨胀对外做功，气体一定吸热，C正确D错误；
E、由热力学第二定律知不可能从单一热源吸热全部用来做功而不引起其它变化，故E错误。
故选：AC。
（多选）33．以下说法中正确的是（ ）
A．热传递和扩散现象都具有方向性
B．若液态水凝结成冰后，水分子的热运动也不会停止
C．只要具有规则几何形状的物体就是晶体
D．悬浮在空气中的携带新冠病毒的气溶胶 （aerosol） 颗粒所做的运动是布朗运动
E．只要能增加气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以升高
【答案】ABE
【解答】解：A、根据热力学第二定律可知，宏观热现象，具有方向性，热传递和扩散现象具有方向性，故A正确；
B、分子永不停息做无规则运动，水结冰，水分子的热运动不会停止，故B正确；
C、单晶体具有规则的几何外形，多晶体没有规则的几何外形，故C错误；
D、据颗粒物的物理状态不同，可将气溶胶分为以下三类：（1）固态气溶胶——烟和尘；（2）液态气溶胶——雾；（3）固液混合态气溶胶——烟雾。
气溶胶按粒径大小又可分为：（1）飘尘，可在大气中长期飘浮的悬浮物称为飘尘，其粒径小于10μm的微粒，飘尘是最引人注目的研究对象之一。（2）降尘，降尘是指粒径大于10μm，由于自身的重力作用会很快沉降下来的微粒。（3）可吸入粒子。
据上述可知，直径较大的气溶胶颗粒由于自身的重力作用会很快沉降下来，故气溶胶颗粒所做的运动不一定是布朗运动，故D错误；
E、温度是分子平均动能得标志，增加气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以升高，故E正确。
故选：ABE。
（多选）34．下列说法中正确的是（ ）
A．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大
B．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律
C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA
E．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动
【答案】ACE
【解答】解：A、气体放出热量的同时若外界对物体做功，物体的内能可能增大，则其分子的平均动能可能增大。故A正确；
B、第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故B错误；
C、当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大；同时需要克服分子斥力做功，所以分子势能也增大。故C正确；
D、气体分子所占的空间远大于分子的大小，所以某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数不能表示为NA．故D错误；
E、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，反映了液体分子的无规则运动，故E正确。
故选：ACE。
（多选）35．下列说法正确的是 （ ）
A．花粉在液体中做布朗运动的剧烈程度只与花粉颗粒的大小有关
B．分子间的引力和斥力同时存在，且均随分子间距离的增大而减小
C．0℃的冰融化成0℃的水的过程中，水分子热运动的平均动能不变
D．一定质量的理想气体在等温压缩过程中，一定对外界放出了热量
E．冰箱能够将热量从低温物体传递到高温物体，所以它不遵循热力学第二定律
【答案】BCD
【解答】解；A．花粉在液体中做布朗运动的剧烈程度与花粉颗粒的大小和温度有关，故A错误；
B．根据分子动理论，分子间的引力和斥力同时存在，且均随分子间距离的增大而减小，故B正确；
C．分子的平均动能由温度决定，0℃的冰与0℃的水温度相等，水分子热运动的平均动能不变，故C正确；
D．一定质量的理想气体在等温压缩过程中，温度不变，则ΔU＝0
体积减小，外界对气体做功，则W＞0，根据ΔU＝W+Q，解得Q＜0
由此可知，一定质量的理想气体在等温压缩过程中，一定对外界放出了热量，故D正确；
E．冰箱能够将热量从低温物体传递到高温物体，消耗了电能，因此冰箱仍然遵循热力学第二定律，故E错误。
故选：BCD。
▉题型2 第二类永动机不可能制成
【知识点的认识】
1.第一类永动机不可能制成的原因是违背了能量守恒定律．
2.第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律．
3.两类永动机的比较
36．下列说法中正确的是（ ）
A．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加
B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
C．第二类永动机不违反能量守恒定律，所以它是能制造出来的
D．若一定质量的理想气体在被压缩的同时放出热量，则气体内能一定减小
【答案】A
【解答】解：A．在绝热条件下压缩气体，外界对气体做功（W＞0），且Q＝0，由热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，内能一定增加，故A正确；
B．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，但并非液体分子本身的运动，故B错误；
C．第二类永动机不违反能量守恒定律，违反了热力学第二定律（涉及热现象过程的方向性），因此无法制造，故C错误；
D．气体被压缩时外界做功（W＞0），同时放热（Q＜0），由热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，内能变化不确定，故D错误。
故选：A。
37．关于热学知识，下列说法正确的是（ ）
A．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到﹣293℃
B．单晶体的光学性质一定各向异性
C．第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律
D．若某固体气凝胶的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，在忽略分子间隙的情况下，每个气凝胶分子的直径为
【答案】D
【解答】解：A、根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，宇宙的下限温度是﹣273℃，所以制冷机也不可以使温度降到﹣293℃，故A错误；
B、单晶体的物理性质具有各向异性，但不是所有的物理性质都具有各向异性，所以单晶体的光学性质不一定是各向异性，故B错误；
C、第二类永动机并不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律，所以不可能制成，故C错误；
D、若某固体气凝胶的密度为ρ，摩尔质量为M，则摩尔体积为V，设分子的直径为d，阿伏加德罗常数为NA，在忽略分子间隙的情况下，则V，解得每个气凝胶分子的直径为d，故D正确。
故选：D。
38．下列说法正确的是（ ）
A．第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律
B．物理性质表现为各向同性的固体一定是非晶体
C．如图所示，液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏
D．一定质量的0℃的冰融化成0℃的水，分子势能减小
【答案】C
【解答】解：A、第二类永动机违反热力学第二定律（能量转化的方向性），而非能量守恒定律，故A错误；
B、多晶体和非晶体均表现为各向同性，单晶体可能因结构特殊呈现各向同性，无法仅通过各向同性判定为非晶体，故B错误；
C、液体表面层分子间距大于内部，分布较疏，分子力表现为引力（表面张力），符合物理规律，故C正确；
D、冰融化吸热，内能增加，温度不变（分子动能不变），故分子势能增大，故D错误。
故选：C。第3章 第3节 热力学第二定律
题型1 热力学第二定律的不同表述与理解 题型2 第二类永动机不可能制成
▉题型1 热力学第二定律的不同表述与理解
【知识点的认识】
热力学第二定律
1．热传导的方向性
①热量可以自发地从高温物体传递给低温物体．
②热量从低温物体传递给高温物体，必须借助外界的帮助．
2．机械能内能转化方向性
①热机
定义：把内能转化为机械能的机器．
能量：Q1＝W+Q2
效率：η100%
②机械能可以自发地全部转化为内能，而内能全部转化为机械能必须受外界影响或引起外界变化．
3．第二类永动机不可制成
①定义：从单一热源吸收的热量，可以全部用来做功，而不引起其他变化的机器．即：效率η＝100%的机器．
②原因：违背了热力学第二定律，但没有违背能量守恒定律
4．热力学第二定律
①两种表述：
Ⅰ．不可能使热量从低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．
Ⅱ．不可能从单一热源吸收热量并全部用来做功，而不引起其他变化．
②实质：自然界中涉及到的热现象的宏观过程都具有方向性．
③热力学第二定律是独立于第一定律的．
5．能量耗散
①定义：无法重新收集和利用的能量，这种现象为能量耗散．
②反映了热现象宏观过程的方向性．
1．如图所示，电水壶中装有温度为0℃的水，现对水加热使其温度从0℃上升到4℃，此过程中水的体积随着温度的升高反而减小，这种现象称为“反常膨胀”。在水“反常膨胀”的过程中，体积虽然减小，但所有水分子间的总势能是增大的，关于此过程，下列说法正确的是（ ）
A．每个水分子的动能均增加
B．分子力对水分子做正功
C．整壶水的内能增加
D．水温从0℃上升到4℃，这说明热量可以自发地从低温物体传到高温物体
2．关于下列热现象的说法，正确的是（ ）
A．小草上的露珠呈球形，其主要原因是液体表面张力的作用
B．给自行车轮胎打气很吃力，这是因为气体分子之间存在斥力
C．阳光从缝隙射入教室，从“光柱”中看到尘埃的运动就是布朗运动
D．夏天空调制冷时，热量能够自发从低温的室内传递到高温的室外
3．下列说法正确的是（ ）
A．制作一个装置从海水中吸收热量并全部用来做功是可行的
B．可发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度
C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，可想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
D．空间站气闸舱散逸到太空的空气无法自动回到气闸舱重复利用
4．下列说法正确的是（ ）
A．一个气体分子的体积等于该气体的摩尔体积与阿伏加德罗常量的比值
B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的无规则运动是由于固体颗粒分子的无规则运动引起的
C．当分子间距离减小时，一定克服分子力做功
D．分子的扩散现象是不可逆的
5．对于以下教材中配图说明，说法正确的是（ ）
A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图实验中需将痱子粉撒得尽量厚一些
B．乙图为布朗运动产生原因示意图。则微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显
C．丙图为模拟气体压强产生机理实验图。说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的
D．丁图为热机工作时的能流分配图。说明热机的效率可能达到100%
6．如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则（ ）
A．容器中气体的内能减少
B．容器中气体分子的平均动能增加
C．容器中气体分子的数密度减小
D．Q中的气体能自发地全部退回到P中去
7．下列说法正确的是（ ）
A．冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵循热力学第二定律
B．自发的热传导是可逆的
C．可以通过给物体加热而使它运动起来，但不产生其他影响
D．气体向真空膨胀具有方向性
8．根据热力学定律，下列说法正确的有（ ）
A．一切符合能量守恒定律的宏观过程都能发生
B．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”
C．空调在制冷的过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
D．热机工作时如果没有漏气和摩擦，也没有机体热量的损失，燃料燃烧产生的热量是可以完全转化成机械能的
9．校园科技节活动中，水火箭吸引了同学们的关注，水火箭又称气压式喷水火箭，由饮料瓶、装入瓶内的水及密闭气体（可视为理想气体）组成。发射前，往瓶内注入一定体积的水，然后使用打气筒向水火箭内部加入一定体积的气体，按下发射按钮，箭体可发射至高空。若充气和放气过程气体温度均不变，忽略空气阻力、瓶身和水的体积变化，整个装置气密性良好。下列说法正确的是（ ）
A．充气过程中，瓶内密闭的气体压强将变小
B．充气过程中，瓶内密闭的气体分子的平均动能将增加
C．在发射过程，封闭气体的内能全部转化为水的机械能
D．在发射过程，单位时间容器内壁单位面积受到气体分子的撞击次数将减小
10．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回时所使用的气密性装置，其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，则（ ）
A．气体体积膨胀，对外做功，内能减小
B．B中气体可自发地全部退回到A中
C．在自由膨胀过程中，所有气体分子的运动方向相同
D．气体分子单位时间内与A舱壁单位面积上的碰撞次数将减少
11．下列说法正确的是（ ）
A．一定质量的理想气体吸热时，其温度一定升高
B．第一类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律
C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D．一定质量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而减少
12．关于热力学定律，下列说法错误的是（ ）
A．做功与传热对改变系统的内能是等价的
B．热力学第一定律实际上是内能与其他形式能量发生转化时的能量守恒定律
C．一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的
D．能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒，但能量的品质下降
13．2022年4月16号上午，神舟13号飞船在内蒙古东风着陆场顺利降落，气闸舱是实验舱中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置。气闸舱的工作原理简化图如图所示，座舱A充满一定质量的理想气体，座舱B内为真空。打开阀门K，气体会自发扩散至B中，气体最终达到平衡，整个系统不漏气且与外界没有热交换，下列说法正确的是（ ）
A．平衡后，气体系统的熵值在减小
B．座舱A中气体自发扩散过程中，气体对外做功，内能减小
C．平衡后，座舱B中气体可能自发的全部回到座舱A中
D．平衡后，气体分子单位时间内，与器壁单位面积的碰撞次数减少
14．根据所学的热学的有关知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以自发地全部转化成机械能
B．凡与热现象有关的自发的宏观过程都具有方向性。在热传递中，热量能够从高温物体传递给低温物体，但不能自发地从低温物体传递给高温物体
C．随着技术不断进步，制冷机可以使温度降到﹣300℃
D．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行
15．在日常生活中，将面制品悬放在水中煮，不会发黄，变焦，而悬放在油中加热，则会发黄、变焦．这一现象说明（ ）
A．油放出的热量比水多 B．油的比热比水大
C．油的沸点比水高 D．油的传热性能比水强
16．下列有关热力学定律的说法正确的是（ ）
A．热量可以自发地从低温物体传到高温物体
B．做功与热传递是改变内能的两种方式
C．黄河的水能是取之不尽，用之不竭的
D．内能可以全部转化成机械能而不产生其他影响
17．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
B．两个分子甲和乙距离变化过程中，只要两分子克服分子力做功，则分子势能一定增加
C．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
D．0℃的铁和0℃的冰，它们的内能相同
18．下列有关热学现象的说法正确的是（ ）
A．双手互相摩擦发热的现象是用热传递的方法来改变物体内能的
B．在散热的条件下被压缩的气体内能一定增加
C．第二类永动机不违反热力学第二定律，只违反热力学第一定律
D．宏观与热现象有关的自发的物理过程都是不可逆的
19．如图甲是在显微镜下追踪一粒小炭粒的运动，每隔30s记录炭粒的位置并连线得到的图线；图乙为热机工作时的能流分配示意图；图丙为用热熨斗在棉纸上来回烫熨来去除凝固在衣料上的蜡迹；分子间作用力F与分子间距离r，的关系如图丁所示。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，图线表明炭粒分子的运动是无规则的
B．根据图乙可知，热机的效率可能达到100%
C．图丙中，由于棉纸的毛细现象，当蜡受热熔化成液体后，它们就会被棉纸吸掉
D．图丁中，相距较远的两个分子距离减小到r0的过程中，分子势能先增大后减少
20．关于热学的说法中，下列表述正确的是（ ）
A．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
B．冰箱在制冷过程中，能将热量从温度低的物体传到温度高的物体，所以冰箱工作时不遵守热力学第二定律
C．在完全失重的状态下，密闭容器对容器壁压强为零
D．在绝热过程中，外界对一定质量的理想气体做功，气体的内能必然增加
21．如图所示，这是中国传统玩具饮水鸟。在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里，“喝”了一口后，又直立起来。之后，无需人的干预，小鸟直立一会儿就会自己俯下身去使鸟嘴浸入水中“喝”水，然后又会直立起来。就这样周而复始，小鸟不停地点头“喝”水，则下列说法正确的是（ ）
A．饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能
B．水杯中的水干了之后，小鸟还能点头“喝”水
C．这种玩具饮水鸟是一架永动机
D．此现象违背了热力学第二定律
22．电冰箱由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四个部分组成一个密闭的连通系统，制冷剂在连通系统内循环流经这四个部分。各部分的温度和压强如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．制冷剂在蒸发器中的状态可以看成理想气体
B．该过程实现了热量从低温物体向高温物体传递，符合热力学第二定律
C．冷凝器向环境散失的热量可能小于蒸发器从冰箱内吸收的热量
D．制冷剂在通过冷凝器的过程中分子势能和分子动能都增大
23．“奋斗号”潜水器2020年成功坐底马里亚纳海沟，标志着我国载人深潜技术已达世界领先水平。现利用固定在潜水器体外的一个密闭气缸做验证性实验：如图，气缸内封闭一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐降低，则此过程中理论上被封闭的气体（ ）
A．从外界吸热
B．压强与潜水器下潜的深度成正比
C．体积与潜水器下潜的深度成反比
D．单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多
（多选）24．下列说法中正确的是（ ）
A．放过煤的混凝土地面下一定深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动
B．分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越小
C．热量不能从低温物体传到高温物体
D．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加
E．有的物质微粒能够按照不同规则在空间分布，在不同条件下能够生成不同的晶体
（多选）25．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的无规测热运动
B．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均速率不同
C．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
E．荷叶上的露珠几乎呈球形是由于表面张力的作用
（多选）26．下列说法正确的是（ ）
A．液体的表面张力方向与液面相切
B．热量能自发地从低温物体传递到高温物体
C．分子间相互作用的引力和斥力总是同时存在的
D．晶体发生物态变化时，其温度保持不变
E．扩散现象证明分子间有间隙，但不能证明分子总是在永不停息地做无规则运动
（多选）27．下列说法正确的是（ ）
A．水管中水的流速越大，水分子的热运动越剧烈
B．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，分子力可能先增大后减小
D．物体对外界做功同时吸收热量，物体的内能不可能减小
E．一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，是不可逆的
（多选）28．下列说法正确的是（ ）
A．物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能
B．橡胶无固定熔点，是非晶体
C．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关
D．热机的效率总小于1
E．对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大
（多选）29．关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
D．不可能使热量从低温物体传向高温物体
E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
（多选）30．下列说法正确的是（ ）
A．当分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离越小，分子势能越大
B．0℃的冰融化为0℃的水需要吸热，该过程中分子的平均动能增大
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真实发生
（多选）31．下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动反映的是液体分子的无规则运动
B．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
C．气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的
D．运送沙子的卡车停于水平地面，在缓慢卸沙过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体从外界吸热
E．晶体的物理性质都是各向异性的
（多选）32．如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑．现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中，如果环境温度保持不变，下列说法正确的是（ ）
A．气体分子平均动能不变
B．气体内能减少
C．气体吸收热量
D．气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现
E．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律
（多选）33．以下说法中正确的是（ ）
A．热传递和扩散现象都具有方向性
B．若液态水凝结成冰后，水分子的热运动也不会停止
C．只要具有规则几何形状的物体就是晶体
D．悬浮在空气中的携带新冠病毒的气溶胶 （aerosol） 颗粒所做的运动是布朗运动
E．只要能增加气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以升高
（多选）34．下列说法中正确的是（ ）
A．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大
B．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律
C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA
E．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动
（多选）35．下列说法正确的是 （ ）
A．花粉在液体中做布朗运动的剧烈程度只与花粉颗粒的大小有关
B．分子间的引力和斥力同时存在，且均随分子间距离的增大而减小
C．0℃的冰融化成0℃的水的过程中，水分子热运动的平均动能不变
D．一定质量的理想气体在等温压缩过程中，一定对外界放出了热量
E．冰箱能够将热量从低温物体传递到高温物体，所以它不遵循热力学第二定律
▉题型2 第二类永动机不可能制成
【知识点的认识】
1.第一类永动机不可能制成的原因是违背了能量守恒定律．
2.第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律．
3.两类永动机的比较
36．下列说法中正确的是（ ）
A．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加
B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
C．第二类永动机不违反能量守恒定律，所以它是能制造出来的
D．若一定质量的理想气体在被压缩的同时放出热量，则气体内能一定减小
37．关于热学知识，下列说法正确的是（ ）
A．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到﹣293℃
B．单晶体的光学性质一定各向异性
C．第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律
D．若某固体气凝胶的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，在忽略分子间隙的情况下，每个气凝胶分子的直径为
38．下列说法正确的是（ ）
A．第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律
B．物理性质表现为各向同性的固体一定是非晶体
C．如图所示，液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏
D．一定质量的0℃的冰融化成0℃的水，分子势能减小
