4.3热力学第二定律
课时作业（含解析)
1．下列说法正确的是（ ）
A．扫地时，阳光下可以看到灰尘颗粒到处运动，它们的运动属于布朗运动
B．温度是分子无规则热运动动能的标志
C．相同温度的水和铁块的分子无规则热运动平均动能相同
D．科学技术的快速深入发展达到一定程度时，绝对零度是可以实现的
2．下列说法中正确的是（ ）
A．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
B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
C．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
D．因违背能量守恒定律而不能制成的机械称为第二类永动机
3．下列说法正确的是（ ）
A．第二类永动机不能被制成，是因为违背了能量守恒定律
B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显
C．分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间斥力随分子间距离的增大而减小
D．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
4．下列说法正确的是（ ）
A．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均速率相同
B．空调制冷说明热量可以自发地由低温物体传递给高温物体
C．影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距
D．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小
5．下列说法正确的是＿＿
A．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
B．高原地区的沸水温度较低，这是高原地区温度较低的缘故
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
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.即使消除热机的漏气、摩擦和热量损耗，热机效率仍不能达到100%
6．下列说法中正确的是（ ）
A．气体的体积是所有气体分子的体积之和
B．液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点
C．高温物体可以自发把热量传递给低温物体，最终两物体可达到热平衡状态
D．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小
E.在“用油膜法测分子直径”的实验中，作了三方面的近似处理：视油膜为单分子层、忽略油酸分子间的间距及视油酸分子为球形
7．对于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．第一类永动机不可能实现，因为违背了能量守恒定律
B．热力学第一定律指出，不可能达到绝对零度
C．热力学第一定律指出，一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做功的和
D．热力学第二定律指出，不能从单一热源吸热全部用来对外做功而不产生其它影响
E.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律
8．下列说法正确的是（ ）
A．气体吸收了热量，其温度一定升高
B．第一类永动机不可能造成的原因是违反了能量守恒定律
C．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性
D．晶体均有规则的几何形状
E.水黾能停在液体的表面是因为液体的表面张力的作用
9．关于分子动理论，下列叙述正确的是
A．机械能可以全部转化成内能，但内能不能全部转化成机械能
B．液体表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线
C．在任一温度下，气体分了的速率分布呈现“中间多、两头少”的分布规律
D．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
E.温度不变时，液体的饱和汽压随体积增大而增大
10．关于热现象的描述，下列说法正确的是_______。
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
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，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的
E.一定质量的某种气体，在压强不变时，气体分子在单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随温度的降低而增加
11．能量转化是有方向性的。机械能和内能之间的转化也是有方向的，其中_____能可以完全转化为_____能。而相反的过程就不可能，除非引起其他变化。
12．带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体开始处于A状态，然后经过A→B→C状态变化过程到达C状态．在V-T图中变化过程如图所示．
（1）气体从A状态经过A→B到达B状态的过程要______
（填“吸收”或“放出”）热量．
（2）如果气体在A状态的压强为PA=40Pa，求气体在状态B和状态C的压强____，____．
（3）将上述气体状态变化过程在p-V图中表示出来______．
13．某同学家新买了一台双门电冰箱，冷藏室容积107L，冷冻室容积118L，假设室内空气为理想气体．
(1)若室内空气摩尔体积为22.5×10－3m3/mol，阿伏加德罗常量为6.0×1023mol－1，在家中关闭冰箱密封门后，电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子？
(2)若室内温度为27℃，大气压为1×105Pa，关闭冰箱密封门通电工作一段时间后，冷藏室温度降为6℃，冷冻室温度降为－9℃，此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差多大？
(3)冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部，请分析说明这是否违背热力学第二定律．
14．如图所示，内壁光滑的圆柱形气缸竖直放置，内有一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体．已知活塞截面积为S，外界大气压强为p0、缸内气体温度为T1．现对气缸缓慢加热，使体积由V1增大到V2的过程中，气体吸收的热量为Q1，停止加热并保持体积V2不变，使其降温到T1，求：
(1)停止加热时缸内的气体的温度；
(2)降温过程中气体放出的热量．
参考答案
1．C
【解析】
A．扫地时，阳光下看到灰尘颗粒到处运动，灰尘的运动受到的重力的影响不能忽略不计，不是布朗运动，故A错误；
B．温度是分子热运动激烈程度的反映，是分子平均动能的标志，故B错误；
C．由B选项可知，相同温度的水和铁块的分子无规则热运动平均动能相同，故C正确；
D．绝对零度只能无限接近，不能达到，故D错误。
故选C。
2．C
【解析】
A．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，但要引起其他的变化，故A错误；
B．根据热力学第二定律，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，即可以从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，但是会引起其他变化，故B错误；
C．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是不可逆的，故C正确；
D．第二类永动机不违背能量守恒定律，只是违背热力学第二定律，故D错误。
故选C。
3．B
【解析】
A．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，故A错误；
B．悬浮在液体中的固体微粒越小，被液体分子撞击时越有可能失去平衡，所以运动越剧烈，布朗运动就越明显，故B正确；
C．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，故C错误；
D．热量可以从低温物体传到高温物体，但必须引起其他能量的变化，故D错误。
故选B。
4．C
【解析】
A．氢气和氧气的分子质量不同，温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均速率不同，选项A错误；
B．热量可以自发地由高温物体传递给低温物体，空调制能够把热量由低温物体传递给高温物体，是因为电流做功的原因，选项B错误；
C．影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距，水蒸气的压强离饱和汽压越远，越有利于水的蒸发，人们感觉干爽，选项C正确；
D．当两分子间的距离大于平衡位置的间距r0时，分子力表现为引力，分子间的距离越大，克服分子力做功越多，分子势能越大，选项D错误。
故选C。
5．ADE
【解析】
A．扩散现象是由于分子无规则运动而产生的，故A正确；
B．高原地区由于气压较低，故水的沸点降低，故B错误；
C．气体压强与气体是否受重力无关，它是由于气体分子对容器壁的撞击产生的，故C错误；
D．同种元素由于院子排列不同而构成不同的晶体，比如金刚石和石墨烯都是碳元素构成的，故D正确；
E．由热力学第二定律可知，所有热机的效率不可能达到100%，故E正确；
故选ADE。
6．BCE
【解析】
A．
气体分子间隙很大，气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故A错误；
B．
液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点。故B正确；
C．
根据热力学第二定律可知，高温物体可以自发把热量传递给低温物体，最终两物体可达到热平衡状态，故C正确；
D．
当分子间表现为引力时，随着分子间距离增大，分子间作用力减小，但引力做负功，分子势能增大，故D错误；
E．
在“用油膜法测分子直径”的实验中，作了三方面的近似处理：视油膜为单分子层、忽略油酸分子间的间距及视油酸分子为球形，故E正确。
故选BCE。
7．ACD
【解析】
A．第一类永动机既不消耗能量又能源源不断对外做功，违背了能量守恒定律，所以不可能制成，故A正确；
B．由热力学第三定律知，绝对零度无法到达，故B错误；
C．据热力学第一定律△U=Q+W可知，一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和，故C正确；
D．热力学第二定律指出不能从单一热源吸热全部用来对外做功而不产生其它影响，故D正确；
E．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，同时要消耗一定的电能，所以不违背了热力学第二定律，故E错误。
故选ACD。
8．BCE
【解析】
A．根据热力学第一定律可知，做功和热传递均可以改变内能，气体吸收了热量，如果对外做功，内能不一定增加，温度不一定升高，A错误；
B．第一类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律，第二类永动机不可能制成是违反了热力学第二定律，故B正确；
C．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，即自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故C正确；
D．单晶体具有规则的几何形状，而多晶体没有规则的几何形状，故D错误；
E．水黾能停在水面上，是因为液体表面张力的作用，故E正确。
故选BCE。
9．BCD
【解析】
A．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；故A错误.
B．表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直；故B正确.
C．气体中的大多数分子的速率都接近某个数值，与这个数值相差越多，分子数越少，表现出“中间多，两头少”的分布规律。当温度升高时，分子最多的速率区间移向速度大的地方，速率小的分子数减小，速率大的分子数增加，分子的平均动能增大，总体上仍然表现出“中间多，两头少”的分布规律，气体分子速率分布规律也是一种统计规律；故C正确.
D．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D正确.
E．温度不变时，液体的饱和汽压和体积无关；故E错误.
10．BCE
【解析】
AB．空气的相对湿度小，人们感到干燥，故A错误，B正确；
C．气体经历不同的过程升高相同的温度，内能变化相同，若气体做功不同，气体吸收的热量不同，故C正确；
D．将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，产生了其它影响，即消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，故D错误；
E．一定质量的理想气体，在压强不变温度降低时，分子运动的激烈程度减小，分子对器壁的平均撞击力减小，所以气体分子单位时间对器壁单位面积的平均碰撞次数增大，故E正确。
故选BCE。
11．机械
内
【解析】
[1][2]
根据热力学第二定律，一切与热现象有关的物理过程是有方向性的，机械能可以全部转化为内能，而内能不可能自发的转化成机械能；
12．吸收；
PB=10Pa
PC=4Pa
图象见解析；
【解析】
(1)[1].由图象可知，A→B为等温变化，体积变大，对外做功，气体内能不变，由热力学第一定律可知，气体要吸收热量．
(2)[2][3].由图示图象可知，A→B过程为等温变化，由玻意耳定律可得：
PAVA=PBVB
即：40×10=PB×40
解得：
PB=10Pa
由图象可知，B→C过程是等容过程，由查理定律可得：
(3).[4].A→B为等温变化，B→C为等容变化，气体的p-V图象如图所示：
13．(1)6.0×1024个；
(2)5.0×103Pa；
(3)见解析
【解析】
①分子个数
个
②气体状态参量为
T1=273+27=300K
P1=1×105Pa
T2=273+6=279K
P2=？
T3=273-9=264K
P3=？
气体体积不变，根据查理定律得
代入数据解得
P2=9.3×104Pa
P3=8.8×104Pa
压强差：
△P=P2-P3=5.0×103Pa
③不违背热力学第二定律，因为热量不是自发的由低温的冰箱内部向高温的冰箱外部传递的，且冰箱工作过程中要消耗电能。
14．(1)
(2)
【解析】
气缸中气体在停止加热前发生等压变化，根据盖吕萨克定律求末态温度；根据热力学第一定律，升温和降温过程内能的变化量绝对值相等，体积不变不做功，求出升温过程的内能变化量，即可求出降温过程放出的热量；
【详解】
（ⅰ）停止加热前缸内气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律得
由题意知
解得：
（ⅱ）体积由V增大到3V的过程中，活塞受力平衡有
解得：
气体对外所做的功
停止加热后体积不变，
全程内能变化
根据热力学第一定律
所以降温过程中气体放出的热量4.3热力学第二定律
课时作业（含解析)
1．热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程，下列说法正确的是（ ）
A．只是部分宏观过程具有方向性
B．第二类永动机既违背能量守恒定律，又违背热力学第二定律
C．热量只能从高温物体传到低温物体，不能从低温物体传到高温物体
D．根据热力学定律，热机的效率不可能达到100%
2．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数
D．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能
3．关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能
B．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来
C．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体
D．不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
4．下列说法正确的是（ ）
A．因为能量守恒，所以能源危机是不可能的
B．摩擦力做功的过程，必定有机械能转化为内能
C．热力学第二定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性
D．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
5．以下哪个现象不违背热力学第二定律（ ）
A．一杯热茶在打开盖后，茶会自动变凉
B．没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是100%
C．桶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、水自动分高
D．热量自发地从低温物体传到高温物体
6．关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．气体向真空的自由膨胀是不可逆的
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．一切自发地与热现象有关的宏观过程都是不可逆的
D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功
7．根据热力学第二定律判断，下列说法正确的是（ ）
A．内能可以自发的转变成机械能
B．扩散的过程是完全可逆的
C．火力发电时，燃烧物质的内能不可以全部转化为电能
D．热量不可能自发的从低温物体传递到高温物体
8．以下说法正确的是______。
A．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
B．第二类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律
C．当分子间距离减小时，分子间斥力、引力均增大
D．对于一定质量的理想气体，若气体的体积减小而温度降低，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子个数可能不变
E.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接反映了炭粒分子运动的无规则性
9．下列说法正确的是____________.
A．液体的沸点是液体的饱和蒸气压与外界压强相等时的温度
B．当液体与大气接触时，液体表面分子的势能比液体内部分子的势能要大
C．布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固定颗粒的分子在做无规则运动
D．第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律
E.热力学第二定律告诉我们一切自发的过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行
10．关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．热量不可能从低温物体传向高温物体
B．从单一热源吸收热量，使之完全变为功是可能的
C．机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程
D．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
11．热量会自发地从高温物体传给低温物体，_________（选填“能”“不能”）实现相反过程，这说明热传导具有_________性。
12．如图，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℃．则该气体在状态B时的温度TB=_______K,该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是________,该气体从状态A到状态C的过程中传递的热量是_______J
13．如图所示,圆柱形气缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体、气缸的高度为l、缸体内底面积为S,缸体重力为弹簧下端固定在桌面上,上端连接活塞,活塞所在的平面始终水平。当热力学温度为时,缸内气体高为,已知大气压强为,不计活塞质量及活塞与缸体的摩擦。现缓慢升温至活塞刚要脱离气缸,求：
（1）此时缸内气体的温度；
（2）该过程缸内气体对气缸所做的功；
（3）若该过程缸内气体吸收热量为Q,则缸内气体内能增加多少？
14．一定质量的理想气体由状态A→B→C变化，其有关数据如图所示。已知状态A、C的温度均为27℃，求：
（1）该气体在状态B的温度；
（2）上述过程气体从外界吸收的热量。
15．密闭导热的气缸内有一定质量的理想气体，初始状态轻活塞处于A点，距离气缸底部6cm，活塞横截面积为1000cm2，气缸内温度为300K，大气压强为p=1.0×105Pa。现给气缸加热，气体吸收的热量Q=7.0×102J，气体温度升高100K，轻活塞上升至B点。求：
①B点与气缸底部的距离；
②求此过程中气体内能的增量△U。
参考答案
1．D
【解析】
A．热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故A错误；
B．第二类永动机违背热力学第二定律，但不违背能量守恒定律，故B错误；
C．根据热力学第二定律热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故C错误；
D．根据热力学定律，热机的效率不可能达到100%，故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
A.
布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是由于液体分子无规则的碰撞造成的，则布朗运动反映了液体中分子的无规则运动，故A错误；
B.
物体内能的大小与物体的温度、物质的量、体积以及物态有关，内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同，故B正确；
C.
知道某物质的摩尔质量和密度能求出摩尔体积，但不能求出阿伏加德罗常数。故C错误；
D.
热力学第二定律告诉我们，没有任何一种能量的转化率达到100％，故D错误；
故选：B。
3．A
【解析】
A．根据热力学第二定律可知，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，若受到外力影响，则可以全部转化为机械能，故A正确；
B．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律，第二类永动机不可以制造出来，故B错误；
C．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量能自发从高温物体传递给低温物体，不能自发从低温物体传递给高温物体，故C错误；
D．热力学第二定律可以表示为：不可能制成一种循环动作的热机，从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其它变化，这句话强调的是不可能“不产生其它变化”；即在引起其他变化是可能的，故D错误。
故选A。
4．C
【解析】
A．虽然能量守恒，但的有些能量是可利用的，有些是不容易利用的，因此能源危机是存在的，A错误；
B．摩擦力做功的过程，如果没有发生相对滑动，就没有机械能转化为内能，B错误；
C．热力学第二定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性，C正确；
D．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，D错误。
故选C。
5．AC
【解析】
A．一杯热茶在打开盖后，茶会自动变凉，热量自发从高温物体传到低温物体，不违背了热传递的方向性，即热力学第二定律，故A符合题意；
B．热机不可能从单一热源吸收热量全部用来做功，而不引起其它变化，效率不可能是100%，故B不符合题意；
C．桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙在重力的作用下下沉，上面的水变清，出现了泥、水自动分离现象，其中系统的势能减少了，不违背热力学第二定律，故C符合题意；
D．根据热力学第二定律，热量不可以自发从低温物体传到高温物体，故D不符合题意。
故选AC。
6．AC
【解析】
A．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，A正确；
B．根据热力学第一定律可知，对某物体做功，吸放热未知，所以内能不一定增加，B错误；
C．根据热力学第二定律可知一切自发地与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，C正确；
D．热力学第二定律的开尔文表述为不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他影响，D错误。
故选AC。
7．CD
【解析】
A．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能不可以自发的转变成机械能，选项A错误；
B．很多转化过程具有方向性，扩散的过程是不可逆的，选项B错误；
C．根据热力学第二定律不可能从单一热源取热，把它全部变为功而不产生其他任何影响。所以火力发电时料燃烧所释放的内能不可能全部转化为电能，选项C正确；
D．根据热力学第二定律热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，选项D正确。
故选CD。
8．ACD
【解析】
A．根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，A正确；
B．第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律，B错误；
C．当分子间距离减小时，分子间斥力、引力均增大，C正确；
D．对于一定质量的理想气体，若气体的体积减小会导致单位体积内的分子数增加，温度降低会导致分子运动的速度减小，这样单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子个数可能不变，D正确；
E．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这就是布朗运动，它间接反映了水分子运动的无规则性，E错误。
故选ACD。
9．ABE
【解析】
液体的沸点是液体的饱和蒸气压与外界压强相等时的温度，A正确；当液体与大气接触时，液体表面分子的距离大于液体内部分子之间的距离，分子势能比液体内部分子的势能要大，B正确；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是由于其受到来自各个方向的分子撞击作用是不平衡导致的，其间接反映了周围的分子在做无规则运动，C错误；第二类永动机指的是不消耗任何能量，吸收周围能量并输出，不能制成是因为违反了热力学第二定律，D错误；热力学第二定律告诉我们一切自发的过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，E正确．
10．BCD
【解析】
A．热量不可能自发从低温物体传向高温物体，在一定条件下可能使热量由低温物体传递到高温物体，故A错误；
B．在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收热量可以将其全部变为功，故B正确；
C．一切与热现象有关的宏观过程不可逆，故C正确；
D．做功和热传递都能改变物体的内能，则为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，故D正确。
故选BCD。
11．不能
方向
【解析】
[1][2]根据热力学第二定律知，热量可以自发地由高温物体传到低温物体，不能自发地由低温物体传到高温物体．所以热量会自发地从高温物体传给低温物体，不能自发实现相反过程，这说明热传导具有方向性。
12．100K
零
200J
【解析】
第1空、对于理想气体由图象可以知道:等容变化,
由查理定律得:
代入数据得:
第2空、根据
得:
等压变化,由盖吕萨克定律得:
代入数据得:
联立得:
由过程,温度相等,故内能变化量
第3空、由热力学第一定律得：Q>0，所以A→C的过程中是吸热。
根据能量守恒可知吸收的热量为:
13．（1）（2）（3）
【解析】
（1）缓慢升温至活塞刚要脱离气缸过程为等压变化，故由理想气体状态方程可得：
解得此时缸内气体的温度：
（2）对气缸列平衡方程：
该过程气体对缸做功：
解得：
；
（3）由热力学第一定律：
，
气体吸收的热量为Q，故其内能的增量：
14．（1）TB=120K（2）3×105
J
【解析】（1）状态A到状态B为等容变化，代入数据得TB=120K
（2）状态A到状态B为等容过程，外界对气体不做功；
状态B到状态C：
TA=TC，?U=0由热力学第一定律
代入数据得Q=3×105J即气体从外界吸收热量为3×105J
15．①②
【解析】
①由题可知理想气体做等压变化，由盖—吕萨克定得
解得
②气体对外做功;
解得;
由热力学第一定律知；
解得4.3热力学第二定律
课时作业（含解析)
1．根据热学知识可以判断，下列说法正确的是（ ）
A．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功
B．气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体分子的体积为
C．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
D．空调的压缩机制冷时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程不遵守热力学第二定律
2．下列说法正确的是（ ）
A．把玻璃管道的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故
B．用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力
C．实际气体在温度不太高、压强不太大时可以当做理想气体来处理
D．为了节约能源，应提高利用率，随着技术的进步，一定可以制造出效率为100%的热机
3．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．B中气体可自发地全部退回到A中
B．气体温度不变，体积增大，压强减小
C．气体体积膨胀，对外做功，内能减小
D．气体体积变大，气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少
4．下列说法正确的是_______。
A．在完全失重的情况下，密闭容器内气体对容器壁没有作用力
B．分子间同时存在着相互作用的斥力和引力，它们都随分子间距离的减小而增大
C．悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动反映了花粉分子运动的无规则性
D．一定质量处于低温高压状态下气体的内能不仅与温度有关还与体积有关
E.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
5．关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体
B．物体的温度或者体积变化，都可能引起物体内能变化
C．相同质量的两个物体，升高相同温度，内能增加一定相同
D．绝热密闭容器中一定质量气体的体积增大，其内能一定减少
6．下列说法正确的是（ ）
A．气体在等压膨胀过程中一定从外界吸收热量
B．气体在等温压缩过程中一定从外界吸收热量
C．液晶显示屏是应用液晶光学各向异性特点制成的
D．空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性
E.当分子间距离减小时，分子势能不一定减小；分子间距离减小时，若分子力是引力，则分子势能减小；若分子力是斥力，则分子势能增大。
7．我国神九航天员的漫步太空已成为现实。神九航天员漫步太空，此举震撼世界，意义重大无比。其中，飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，因此飞船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”，其原理如图所示，两个相通的舱A、B间装有阀门K，指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡，则（ ）
A．气体体积膨胀，但不做功
B．气体分子势能减少，内能增加
C．体积变大，温度降低
D．B中气体不可能自发地全部退回到A中
8．下列说法正确的是（ ）
A．一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的
B．第二类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律
C．对于一定质量的理想气体，若气体的体积减小而温度降低，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子个数可能不变
D．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接反映了炭粒分子运动的无规则性
9．关于分子动理论、热学规律及气体实验定律，下列说法中正确的是（ ）
A．温度高的物体内能一定大
B．温度高的物体分子的平均动能一定大
C．减小分子间的距离，分子斥力增大，分子间引力减小
D．无论怎样进行技术革新内燃机不可能把内能全部转化为机械能
E.冰吸热熔化过程水分子间的势能增加
10．下列说法正确的是（ ）
A．液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离
B．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，对外做功，分子平均动能增大
C．理论上，第二类永动机并不违背能量守恒定律，所以随着人类科学技术的进步，第二类永动机是有可能研制成功的
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．如图所示，是一定质量的理想气体由状态到状态的变化过程。已知气体状态时的压强和体积为，状态时压强和体积为，则有：_________（选填“”、“
”或“”）。若状态到状态过程气体内能变化量为，则气体吸收的热量_______________。
12．一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p-V图象如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。则在1过程中气体分子的平均速率_____（填“不断增大”、“不断减小”或“先增大后减小”）；气体经历过程2_____（填“吸收”、放出”或“既不吸收也不放出”）热量。
13．如图所示，用横截面积为S的活塞在汽缸内封闭住一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m，现对汽缸缓缓加热，使汽缸内的空气温度从T1逐渐升高到T2，空气柱的高度增加了△L，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为P0，重力加速度为g.求:
①汽缸内温度为T1时，气柱的长度为多少?
②此过程中被封闭气体的内能变化了多少?
14．如图，这是一种平板型太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，底部有吸热板，顶面为透明盖板，太阳辐射穿过透明盖板后，投射在吸热板上转化成热能使内部空气的温度升高。集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0。经过太阳曝晒，气体温度由t0=27℃升至t1=87℃。
(ⅰ)求此时气体的压强。
(ⅱ)保持t1不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。
(ⅲ)判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。
参考答案
1．C
【解析】
A．载重汽车卸去货物的过程中，轮胎体积变大，则汽车轮胎内的气体对外界做正功，故A错误；
B．若1摩尔该气体的体积为V
该气体分子所占空间的体积为
由于气体分子的体积远小于该气体分子所占空间的体积，故B错误；
C．对的，因为在水蒸发要吸收能量，蒸发过程中温度恒定，也就是说分子动能不变，能量转化到分子势能中，故分子之间的势能增加，故C正确；
D．空调机压缩机制冷时，空气压缩机做功，消耗电能，制冷过程不是自发的进行的，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程遵守热力学第二定律，故D错误。
故选C。
2．A
【解析】
A．液体表面存在张力，表面要缩小到最小而平衡，故A正确；
B．用气筒给自行车打气，越大越费劲，是因为车胎内外压强差越来越大，与气体分子之间有斥力无关，故B错误；
C．严格遵守气体实验定律的气体是理想气体，实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下可以看作理想气体，故C错误；
D．根据热力学第二定律可知，不可能制造出效率为100%的机器，故D错误。
故选A。
3．BD
【解析】
A．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A错误；
C．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，C错误；
B．对于一定质量的理想气体内能不变，则温度不变，由pV=C，且气体体积增大可知，气体压强减小，故B正确；
D．气体体积变大，分子数密度n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BD。
4．BDE
【解析】
A．气体压强是大量分子对容器壁的碰撞造成的，与是否失重无关，选项A错误；
B．分子间同时存在着相互作用的斥力和引力，它们都随分子间距离的减小而增大，但斥力增加的快，选项B正确；
C．悬浮在液体中的花粉颗粒足够小，来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使花粉颗粒的运动无规则，所以悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动反映了水分子运动的无规则性，选项C错误；
D．一定质量处于低温高压状态下气体的内能不仅与温度有关还与体积有关，选项D正确；
E．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，选项E正确。
故选BDE。
5．ABD
【解析】
A．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A正确；
B．物体内能等于所有分子的动能与所有分子势能的和，分子平均动能与温度有关，而分子势能与体积有关，所以物体的温度或者体积变化，都可能引起物体内能变化，故B正确；
C．相同质量的两个物体，形状不同，升高相同温度，体积变化可能不同，所以内能增加可能不同，故C错误；
D．根据热力学第一定律?U=Q+W，绝热容器Q=0，气体体积增大，所以气体对外做功，W<0所以?U<0，内能减小，故D正确；
故选ABD。
6．ACE
【解析】
A．气体在等压膨胀过程中，温度升高，内能增大，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律知，气体一定从外界吸收热量，选项A正确；
B．气体在等温压缩过程中，内能不变，外界对气体做功，则气体放热，选项B错误；
C．液晶是一种特殊的物质，既有液体的流动性，又具有光学各向异性，显示屏是应用各向异性的特点制成的，选项C正确；
D．空调机既能致热又能致冷，但热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即热传递存在方向性，选项D错误；
E．当分子间距离减小时，分子力是引力则分子力做正功，分子势能减小，若分子力是斥力则分子力做负功，分子势能增大，选项E正确。
故选ACE。
7．AD
【解析】
A．当阀门K被打开时，A中的气体进入B中，由于B中为真空，所以A中的气体不会做功，故A正确；
BC．又因为系统与外界无热交换，所以气体内能不变，则气体的温度也不变，故BC错误；
D．由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界作用时，B中气体不能自发地全部退回到A中，故D正确。
故选AD。
8．AC
【解析】
A．一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，选项A正确；
B．第二类永动机不可能制成是因为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．对于一定质量的理想气体，若气体的体积减小而温度降低，则气体的分子数密度变大，而分子平均速率减小，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子个数可能不变，选项C正确；
D．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接反映了水分子运动的无规则性，选项D错误。
故选AC。
9．BDE
【解析】
A．物体内能与物质的质量、温度和体积有关，温度高物体的内能不一定大，故A错误；
B．温度是分子平均动能大小的标志，温度高分子的平均动能大，故B正确；
C．减小分子间的距离，分子斥力和分子引力都增大，分子斥力增加的快，故C错误；
D．根据热力学第二定律，内燃机的效率不可能达到，内燃机不可能把内能全部转化为机械能，故D正确；
E．冰属于晶体，在熔化过程中吸收热量，内能增加，温度不变，分子的平均动能不变，因此水分子间的势能增加，故E正确。
故选BDE。
10．AB
【解析】
A．液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，选项A正确；
B．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，对外做功，温度升高，则分子平均动能增大，选项B正确；
C．理论上，第二类永动机并不违背能量守恒定律，但是违背热力学第二定律，所以即使随着人类科学技术的进步，第二类永动机也不可能研制成功，选项C错误；
D．根据热力学第二定律可知，热机的效率不能达到百分之百，即使改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终也不可能实现内能完全转化为机械能，选项D错误。
故选AB。
11．=
或
【解析】
第一空.由理想气体状态方程，和可得，则由图象是一次函数可知压强保持不变，则.
第二空.因状态到状态为等压膨胀，则气体对外做功为，由热力学第一定律，可得.
12．不断减小
放出
【解析】
根据热力学第一定律△U＝W+Q，气体始终与外界无热量交换（Q＝0），在过程1中，体积增大（W＜0），气体内能减小（△U＜0），理想气体不计分子势能，所以分子平均动能减小，分子的平均速率不断减小；根据P-V图象的物理意义，图象和坐标轴围成的面积表示气体对外做功，过程1和过程2都是气体对外做功，且|W1|＞|W2|，W1-W2＜0；无论是经过1过程还是2过程，初、末状态相同，故内能改变量相同，即△U1＝△U2，根据热力学第一定律△U＝W+Q，在过程1中，有△U1＝W1+Q1，其中Q1＝0，在过程2中，有△U2＝W2+Q2，所以W1＝W2+Q2，Q2＝W1-W2＜0，故气体经历过程2放出热量.
13．①②
【解析】
①由盖吕萨克定律可得
解得：
；
②对活塞和砝码有
，
解得：
，
气体对外做功：
；
由热力学第一定律
得：
14．(ⅰ)
p1=1.2p0
(ⅱ)
5/6(ⅲ)
吸热，见解析
【解析】（1）设升温后气体的压强为，由查理定律得①，解得②；
（2）抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V，由玻意耳定律得：③，联立②③式得④；
设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k，由题意得⑤，
联立④⑤式得；
也可根据克拉伯龙方程求解剩余气体的质量与原来总质量的比值．
（3）气体要吸热．因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，剩余气体膨胀对外做功，所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热．
