4.3热力学第二定律
跟踪训练（含解析)
1．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是
A．第二类永动机违反能量守恒定律
B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加
C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点看这两种改变方式是有区别的
2．下列说法正确的是（ ）
A．物理量中表述加速度和功时均可引入正负号，所以它们都是矢量
B．电导率是电阻率的倒数，即=，的单位用国际单位制中的基本单位表示为
C．卡文迪许利用扭秤实验装置测出了静电力常量
D．第二类永动机不可能制成的原因是违反了能量守恒定律
3．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的原因是违背了能量守恒定律
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是可能的
4．下列有关热现象的叙述中正确的是（ ）
A．气体的温度越高，分子热运动就越剧烈，所有分子的速率都增大
B．凡是不违背能量守恒定律的实验构想，都是能够实现的
C．分子力随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大
D．一定质量的理想气体，压强不变，温度升高时，分子间的平均距离一定增大
5．下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体比温度低的物体所含的内能多
B．物体吸热其内能不一定增大
C．随着科技的进步，热机效率会逐渐提高，最终可以达到100％
D．热量不可能从低温物体传向高温物体而不引起其他变化
6．下列说法中正确的是（ ）
A．0oC冰的分子平均动能小于0oC水的分子平均动能
B．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
C．在完全失重的情况下，密封容器内的气体对器壁的作用力为零
D．可以实现从单一热库吸收热量，使之完全用来对外做功
E.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压
7．如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的（ ）
A．气体自发扩散前后内能不同
B．气体在被压缩的过程中内能增大
C．自发扩散过程对比气体压缩过程，说明气体的自由膨胀是不可逆的
D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功
8．下列说法正确的是（ ）
A．扩散运动和布朗运动都可以称为热运动
B．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
C．达到热平衡的系统内部温度一定处处相同
D．当分子间的距离时，斥力等于引力，表现出合力为零，故分子势能为零
E.一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能
9．下列说法正确的是
A．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
B．在绝热条件下压缩理想气体，气体的内能一定增加
C．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以估算出气体分子的直径
D．一定质量的理想气体，压强不变、温度升高时，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少
10．下列说法正确的是_______。
A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
B．涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性，是不可逆的
C．液晶具有液体的流动性，其光学性质与某些晶体相似具有各向异性
D．两个物体内能相同，则它们的温度一定相同
E.温度升高时，液体的饱和汽压增大
11．一定质量的理想气体，其状态变化如图所示，则A→B过程中气体________热，B→C过程中气体________热．
12．一定质量的理想气体从初状态A分别经不同过程到达末状态B、C、D，它们的PV图象如图所示．其中AB是等容过程，AC是等温过程，AD是等压过程．则内能减小的过程是________(选填“AB”“AC”或“AD”)；气体从外界吸收热量的过程是________(选填“AB”“AC”或“AD”)．
13．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p-v图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃．求：
（1）该气体在状态B时的温度为多少℃？
（2）状态B→C的过程中，气体膨胀对外界做的功为多少？
14．如图所示，一定质量的理想气体，由状态A经B到状态C的变化过程，曲线AC为等温线。气体在状态A时体积为1L，(1atm=1.0×105Pa)求：
⑴气体在C状态时的体积；
⑵在此过程中气体吸收的热量Q。
15．封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态C，其体积与热力学温度T关系如图所示。该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V0、温度为T0．已知O、A、C三点在同一直线上，阿伏伽德罗常数为NA，求：
①若在A→C过程中，气体对外做功为5J，内能增加9J，则气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？
②在状态C，该气体的密度为ρ，体积为2V0，则状态C的温度为多少？该气体的分子数为多少？
参考答案
1．D
【解析】
A．第二类永动机没有违反能量守恒定律，但却不能成功制成。故A错误；
B．如果物体从外界吸收了热量，且又对外做功，则物体的内能不一定增加。B错误；
C．外界对物体做功，若与外界无热量交换，则物体的内能一定增加。故C错误；
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的。故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
A．物理量中功是只有大小，没有方向的标量，故A错误；
B．根据电阻定律可知得
则
根据欧姆定律可知联立可得
由，，，联立并根据公式对应单位的换算可知，其单位为，故B正确；
C．库仑利用扭秤实验装置测出了静电力常量，故C错误；
D．第二类永动机不可能制成的原因是违反了热力学第二定律，D错误。
故选B。
3．D
【解析】
A．根据热力学第二定律，一切宏观热现象都是不可逆的；机械能全部变成内能是可能的，但不可能从单一热源吸热而全部转化为机械能而不引起其他的变化，故A错误；
B．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了热力学第二定律，但是不违背能量守恒定律，选项B错误；
C．根据热力学第二定律可知，热量也可能从低温物体传到高温物体，但是要引起其他的变化，选项C错误；
D．根据热力学第二定律可知，从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的，但是要引起其他的变化，选项D正确。
故选D。
4．D
【解析】
A．气体的温度越高，分子平均动能增大，那么分子热运动就越剧烈，则分子的平均速率增大，但不是所有分子的速率都增大，故A错误；
B．热力学第二定律告诉我们，自然界中的宏观过程具有的方向性，不违背能量守恒定律的实验构想并不都能够实现，如第二类永动机不能制成，故B错误；
C．分子间同时存在引力与斥力，分子间的引力与斥力随分子间距离增大而
减小，随分子间距离减小而增大，分子间相互作用的引力与斥力的合力是分子力；当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零；当分子间距离小于平衡距离时分子力随分子间距离增大而减小，随分子间距离减小而增大；当分子间距离大于平衡距离时，分子力随分子间距离减小而减小，随分子间距离增大而增大，当分子间距离增大到一定距离后又随分子间距离增大而减小，故C错误；
D．根据，知一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，体积增加，故分子间的平均距离一定增大，故D正确。
故选D。
5．BD
【解析】
A．物体的内能与物体的温度、体积、状态及物质的量都有关系，故温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多，故A错误；
B．物体吸热同时还可以对外做功，其内能不一定增大，故B正确；
C．由于能量耗散不可避免，热机效率不可能达到100%，故C错误；
D．由热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传向高温物体而不引起其他变化，故D正确。
故选BD。
6．BDE
【解析】
A．温度是分子平均动能的标志，0℃的冰和水分子平均动能相等，故A错误；
B．忽略气体分子势能，气体的内能表现为气体分子动能，内能增加温度升高，根据热力学第一定律U=Q+W，升高1K温度，U一定，气体经历过程不同，对外做功W不同，吸收热量Q也不同，故B正确；
C．完全失重，密封容器内的气体分子对器壁碰撞仍然存在，有碰撞就有压强，故C错误；
D．根据热力学第二定律，可以实现从单一热库吸收热量，使之完全用来对外做功，但要注意，过程必然引起其他变化，故D正确；
E．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压。故E正确；
故选BDE。
7．BCD
【解析】
A．抽开隔板时，气体体积变大，但右方是真空，又没有热传递，根据
可知，气体的内能不变，故A错误；
BD．气体被压缩过程中，外界对气体做功，根据
可知气体内能增大，故BD正确；
C．热力学第二定律表明：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，因此空气向真空的自由膨胀是不可逆的，故C正确。
故选BCD。
8．BCE
【解析】
A．布朗运动是固体小颗粒的运动，它不是分子热运动，但可以反映出分子的热运动，故A错误；
B．根据热力学第二定律可知，功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，即功可以全部转化为热，而热量不可能全部转化为功，而不引起其他方面的变化，故B正确；
C．达到热平衡的系统内部温度一定处处相同，故C正确；
D．当分子间的距离时，斥力等于引力，表现出分子力为零，但分子势能大小是由零势能面确定的，故分子势能不一定为零，故D错误；
E．一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，则由于体积增大对外做功，则根据热力学第一定律可知，吸收的热量大于增加的内能，故E正确。
故选BCE。
9．BD
【解析】
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，但是不违反能量守恒定律，A错误；根据热力学第一定律可知：，则在绝热条件下压缩理想气体，Q=0，W>0，则，即气体的内能一定增加，B正确；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以估算出气体分子运动占据的空间的直径，C错误；一定质量的理想气体，压强不变、温度升高时，气体的平均速率变大，则气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，D正确．
10．BCE
【解析】
A．根据热力学第一定律W+Q=△U，物体从外界吸收热量，但做功情况不明确，其内能不一定增加，故A错误；
B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，热量可能由低温物体传递到高温物体，但要产生其它影响，故B正确；
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，故C正确；
D．物体内能和温度、质量、分子种类等都有关，所以两个物体内能相同，则它们的温度不一定相同，故D错误；
E．温度升高时，分子平均动能增大，单位时间内逸出液面的分子数增多，于是原来的动态平衡状态被破坏，空间气态分子密度逐渐增大，导致单位时间内返回的分子数增多，从而达到新的条件下的动态平衡，所以温度升高时，液体的饱和汽压增大，故E正确。
故选BCE。
11．放热
吸热
【解析】
A→B过程中气体，气体的温度降低，内能减小?E<0；压强不变，根据PV/T=C，则体积减小，外界对气体做功W>0，根据?E=W+Q可知，Q<0，即气体放热；B→C过程，气体温度升高，内能增加，?E>0；体积不变，则W=0，根据?E=W+Q可知，Q>0，即气体吸热；
12．AB
AC和AD
【解析】
从A到B，体积不变，压强减小，则温度降低，内能减小，因气体不对外也不对内做功，则气体放热；从A到C，温度不变，则内能不变；体积变大，对外做功，则吸收热量；从A到D，体积变大，压强不变，则温度升高，内能增大，气体对外做功，则吸收热量；则气体从外界吸收热量的过程是AC和AD．
13．(1)tB=-173℃
(2)W=200J
【解析】
（1）A→B等容变化，根据查理定律：
=
得：TB=100K，则tB=-173℃
（2）B→C是等压变化，则气体膨胀对外界做的功：W=P△V=1×105×（3-1）×10-3=200J
14．(1)VC=3L
(2)Q=200J
【解析】
（1）状态A与状态C
的温度相同,
由
得
VC=3L
（2）
ΔU=Q+W
①
气体的温度不变，ΔU=0，故
Q=－W
②
从A到B，气体体积不变，W=0，
从B到C的过程中，体积增大，气体对外做功，即：
③
由①②③式可得，在此过程中气体吸收的热量Q=200J
15．（1）吸热
（2），
【解析】
①由热力学第一定律可知，△U＝W+Q，解得Q＝14J，气体吸热14J。
②气体在状态A、C压强相等，根据盖﹣吕萨克定律可知，。
解得TC＝2T0。
在状态C，气体质量为m＝ρ×2V0，则分子数为
。4.3热力学第二定律
跟踪训练（含解析)
1．关于热现象，下列说法中正确的是（
）
A．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的
B．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
C．质量和温度都相同的气体，内能一定相同
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
2．下列说法中正确的是
。
A．无论对物体如何进行冷却，都不能把它的温度降为绝对零度
B．三个热力学系统A、B、C，若A与B内能相等，B与C内能相等，则根据热平衡定律A与C接触时不会发生热交换
C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小
D．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动
E.一定温度下饱和汽的分子数密度是一定的，温度升高，饱和汽的分子数密度增大
3．对热力学第二定律的认识，下列说法正确的有
A．对某物体传热，该物体的内能可能会减少
B．热量不能从低温物体传递给高温物体
C．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其它影响
D．随着技术的发展，效率是100％的热机是可以制造出来的
4．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，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，下列说法正确的是（ ）
A．气体并没有对外做功，气体内能不变
B．B中气体可自发地全部退回到A中
C．气体温度不变，体积增大，压强减小
D．气体体积膨胀，对外做功，内能减小
5．根据热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机
D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机
E.电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外面，违背了热力学第二定律
6．如图，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中（ ）
A．气体对外界做功，内能减少
B．气体不做功，内能不变
C．气体压强变小，温度降低
D．气体压强变小，温度不变
E.容器中的气体在足够长的时间内，还能全部自动回到a部分
7．下列对热力学定律的理解正确的是（ ）
A．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
B．如果物体从外界吸收了热量，物体的内能一定增加
C．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
D．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能
8．下列的说法中错误的是（ ）
A．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加
B．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，也能自发地从低温物体传递到高温物体
C．气体被压缩时，内能可能不变
D．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的
9．下列说法错误的是（ ）
A．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
B．干湿泡湿度计的示数差别越小，空气的相对湿度越小
C．一定质量的理想气体压强不变时，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而减少
D．单晶体和多晶体都有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
10．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-293℃
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．把装有不同压强、不同温度的气体的两容器连通，温度高的气体会向温度低的一方传递热量，压强大的气体会向压强小的一方流动
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
11．散热器常用水作为冷却剂，如果散热器中装有3kg的水，当温度升高了20℃时，它吸收了__________
J的热量。[已知c水=4.2×103J/（kg?℃）]
12．一定量的理想气体经历了如图所示的abca一个循环过程，其中a→b过程气体体积_______（选填增大、减小、不变）；若c→a过程气体放出热量10J，则气体经历a→b→c过程内能的变化是___________J.
13．一定质量的理想气体经历了如图所示A到B状态变化的过程,已知气体状态A参量为pA、VA、tA,状态B参量为pB、VB、tB,则有pA____(填“>”“=”或“<”)pB.若A到B过程气体内能变化为ΔE,则气体吸收的热量Q=____.
14．一定质量的理想气体被活塞封闭在一导热汽缸内。活塞的质量m＝20kg，横截面积S＝100cm2，活塞（厚度不计）可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始时汽缸水平放置，如图所示，活塞与汽缸底的距离L1＝12cm，离汽缸口的距离L2＝3cm，外界气温为27℃，大气压强为1.0×105Pa。
（取g＝10m/s2）
（1）将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，稳定后，求活塞与汽缸底的距离L。
（2）汽缸口向上且稳定后，对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，求此时气体的温度为多少？
（3）在对汽缸内气体加热的过程中，气体吸收Q＝370J的热量，求对汽缸内气体加热的过程中气体增加的内能ΔU多大？
15．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C.已知状态A的温度为300
K．1atm=1.0×105Pa
（1）求气体在状态C的温度TC；
（2）若气体由状态A变化到状态B过程中吸收热量150J，已知理想气体内能与温度成正比，求气体在A状态的内能UA．
参考答案
1．ABD
【解析】
A．
根据热力学第二定律，利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的，但会产生其他方面的变化，故A正确；
B．
气体的温度升高1K，内能的变化是相同的，而内能的变化与吸收的热量以及外界对气体的做功两个因素有关，所以气体的温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关。故B正确；
C．
质量和温度都相同的气体，内能不一定相同，还和气体的种类有关，故C错误；
D．
自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确。
故选ABD。
2．ACE
【解析】
A．根据热力学第三定律可知，绝对零度是不可能达到的，故A正确；
B．热平衡状态即为两物体的温度相同，但两物体内能相同时，温度不一定相同，A与C接触时可能会发生热交换，故B错误；
C．当分子间r>r0时，分子力表现为引力，随距离r增大，引力做负功，分子势能增大，当分子间r分子间的引力和斥力平衡，分子势能最小，故C正确；
D．阳光下看到细小的尘埃飞扬是固体颗粒在空气的流动下的运动，不是布朗运动，故D错误；
E．在动态平衡时，饱和汽的分子数密度不变，饱和汽压随温度的升高而增大是因为饱和汽的分子数密度和蒸汽分子的平均速率都随温度的升高而增大，所以一定温度下饱和汽的分子数密度是一定的，温度升高，饱和汽的分子数密度增大，故E正确；
故选ACE。
3．AC
【解析】
A．对某物体传热，若物体对外做功，则该物体的内能可能会减少，选项A正确；
B．根据热力学第二定律可知，热量也能从低温物体传递给高温物体，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，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其它影响，选项C正确；
D．根据热力学第二定律可知，即使随着技术的发展，效率是100％的热机也是不可以制造出来的，选项D错误。
故选AC。
4．AC
【解析】
AD．A、B做为一个整体，整个过程中，气体没有对外做功，因此气体内能不变，A正确，D错误；
B．根据热力学第二定律，B中气体不可能自发地全部退回到A中，B错误；
C，根据玻意耳定律，气体温度不变，体积增大，压强减小，C正确。
故选AC。
5．AB
【解析】
A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，其过程消耗了电能，故A正确；
B．空调机在制冷过程中，把室内的热量向室外释放，消耗电能，产生热量，故从室内吸收的热量小于向室外放出的热量，故B正确；
C．根据热力学第二定律，可知内燃机不可能成为单一热源的热机，故C错误；
D．自然界的能量不会减少，形成“能源危机”的原因是能源的品质下降，可利用的能源不断减少，故D错误；
E．由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传给高温物体，但电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外面是由于电动机做功，不违背了热力学第二定律，故E错误。
故选AB。
6．BD
【解析】
AB．绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q=0，稀薄气体向真空扩散没有做功，W=0，由热力学第一定律可知，气体内能不变，故A错误，B正确；
CD．根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变，稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小，故C错误，D正确；
E．根据热力学第二定律可知，气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故E错误。
故选BD。
7．AC
【解析】
A．根据热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但是要引起其他的变化，选项A正确；
B．如果物体从外界吸收了热量，若物体对外做功，则物体的内能不一定增加，选项B错误；
C．空调机在制冷过程中，由于压缩机要消耗电能做功，所以从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，选项C正确；
D．根据热力学第一定律可知，做功与热传递都可以改变物体的内能，所以做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递也不一定会改变内能，故D错误；
故选AC。
8．B
【解析】
考察热力学定律。
【详解】
A．物体吸收热量，内能增加，对外做功，内能减少，综合来说内能可能增加，选项A正确，故不符合题意；
B．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能能自发地从低温物体传递到高温物体，选项B错误，符合题意；
C．气体被压缩时，若同时对外放热，则内能可能不变，选项C
错误，故不符合题意；
D．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，所以它制造不出来，选项D正确，故不符合题意。
综上，故选B。
9．B
【解析】
A．根据热力学第二定律，在外界的影响下物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，故A正确；
B．干湿泡温度计的示数差别越小，空气越潮湿，相对湿度越大，故B错误；
C．一定质量的理想气体压强不变时，温度升高时，气体体积一定增大，则气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而减少，故C正确；
D．单晶体和多晶体都有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，故D正确；
错误的故选B。
10．C
【解析】
A．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机不可以使温度降到-293，只能接近-273.15，却不可能达到，故A错误；
B．第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能被制造出来，故B错误；
C．把装有不同压强、不同温度的气体的两容器连通，只要时间足够长，温度高的气体会向温度低的一方传递热量，压强大的气体会向压强小的一方流动，只要时间足够长，系统内各部分的状态参量均能达到稳定，故C正确；
D．即使改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，根据热力学第二定律，内燃机也不可能实现内能完全转化为机械能，故D错误。
故选C。
11．
；
【解析】
水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×3kg×20℃=2.52×105J。
12．减小
10J
【解析】
a→b过程气体温度不变，压强增大，根据知体积减小；
c→a过程气体做等容变化，由热力学第一定律知，W=0，放出热量10J，则气体经历a→b→c过程内能的变化是增加10J；
【点睛】
根据图示图象判断气体压强与温度的变化关系，然后应用气态方程、热力学第一定律分析答题。
13．=pA(VB-VA)+ΔE
【解析】
热力学温度：T=273+t，由图示图象可知，V与T成正比，因此，从A到B过程是等压变化，有：pA=pB，
在此过程中，气体体积变大，气体对外做功，W=Fl=pSl=p△V=pA（VB-VA），
由热力学第一定律可知：Q=△U+W=△E+pA（VB-VA）；
【点睛】
本题考查了判断气体压强间的关系、求气体吸收的热量，由图象判断出气体状态变化的性质是正确解题的关键，应用热力学第一定律即可正确解题．
14．(1)10cm；(2)450K；(3)310J
【解析】
解：(1)当汽缸口朝上且活塞到达汽缸口时，活塞的受力分析如图所示，有：
则有：
当汽缸口向上且未稳定时：气体发生等温变化，由玻意耳定律得：
则有：
(2)当汽缸水平放置时，，，
，
由理想气体状态方程得：
解得：
(3)稳定后加热气体，气体做等压变化，外界对气体做功为：
根据热力学第一定律可得：
15．（1）TC=600K（2）25J
【解析】
(1)根据图像可知，C与A的压强相同，所以，解得TC=600K
(2)A--B过程，气体对外做功J，图像面积即为做功的值，热力学第一定律，解得△U=150-75=75J；B到C等容过程，，解得TB=1200K，理想气体内能与温度成正比，所以UB=4UA，又UB-UA=75J，解得UA=25J
