山东省寿光中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-3：5.4熵—无序程度的量度 跟踪训练（含解析）

5.4熵—无序程度的量度
课时作业（含解析)
1．热现象过程中不可避免地要出现能量耗散现象．下列关于能量耗散的说法中正确的是(　
　)
A．能量耗散说明能量不守恒
B．能量耗散不符合热力学第二定律
C．能量耗散过程中能量仍守恒，只是能量的转化有方向性
D．待科技发展达到一定程度，可消除能量耗散现象，制造出第二类永动机
2．下列关于热学问题的说法正确的是(　　)
A．一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，熵值较大代表着较为有序
B．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
C．.某气体的摩尔质量为M、密度为ρ，用NA表示阿伏加德罗常数，每个气体分子的质量m0，每个气体分子的体积V0，则m0＝，V0＝
D．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
3．下列说法正确的是（　　）
A．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行
B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定减少
C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
D．水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系
4．以下说法中正确的是
A．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行
B．在绝热条件下压缩气体,气体的内能一定增加
C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
D．水可以浸润玻璃,但是不能浸润石蜡,这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系
E.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
5．有关热现象，下列说法正确的是（
）
A．空气的绝对湿度大，相对湿度不一定大
B．荷叶上的小水珠呈球形，是表面张力使液面收缩的结果
C．布朗运动是指液体分子的无规则运动
D．用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是非晶体各向同性的表现
E.
一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行
6．下列说法正确的是_____________
A．熵较大的宏观状态就是无序程度较大的宏观状态
B．内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化
C．根据热力学第二定律可知，各种形式的能可以相互转化
D．外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能可能不变
E.
气体向真空的自由膨胀是不可逆的
7．奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成，当稳压阀打开以后，燃气以气态形式从气罐里出来，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧．则以下说法中正确的是
．
A．燃气由液态变为气态的过程中要对外做功
B．燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少
C．燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程
D．燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用
8．下列说法正确的是___________．
A．一定质量的理想气体放出热量，则分子平均动能一定减少
B．热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律
C．根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%
D．一定质量的理想气体膨胀时对外界做了功，它的内能可能减少
E.熵是系统内分子运动无序性的量度，在任何自然过程中，一个孤立的系统总是从熵大的状态向熵小的状态发展
9．下列说法正确的是（
）
A．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都其有方向性
B．在自然过程中一个弧立系统的熵总是增加或不变的
C．一定量的某种理想气体被压缩时,内能一定增加
D．一定量的某种理想气体在等压膨压过程中,内能可能减少
E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
10．关于热力学定律，下列说法正确的是___________
A．科技的进步使得人类有可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化的热机
B．物体对外做功，其内能一定改变，向物体传热，其内能也一定改变
C．熵是物体内分子运动无序程度的量度，气体向真空膨胀时虽然不对外做功，但系统的熵是增加的
D．制冷设备可实现从低温热源处吸热，并在高温热源处放热
E.第一类永动机不可能制成，是因为它违背了能量守恒定律
11．下列关于热学问题的说法中正确的是
A．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
B．—个孤立系统总是从熵小的状态向墒大的状态发展．熵值较大代表着较为无序
C．如果封闭气体的密度变小．分子平均动能增加，则气体的压强可能不变
D．某气体的摩尔质量为M、密度为ρ，用表示阿伏伽德罗常数，每个气体分子的质量m0，每个气体分子的体枳V0，则m0＝，V0＝
E.甲、乙两分子间的距离由很远移到不能再靠近的过程中．分子势能先减小再增大
12．下面关于熵的说法正确的是　　
A．熵是物体内分子运动无序程度的量度
B．对孤立系统而言，一个自发的过程中熵总是向减少的方向进行
C．热力学第二定律的微观实质是：熵总是增加的
D．熵值越大，表明系统内分子运动越无序
13．下列说法正确的是（
）
A．与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行
B．当分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小
C．已知某物质的摩尔体积和阿伏伽德罗常数可求出分子的体积
D．一定量的气体，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增加
E.物理性质具有各向异性的晶体是单晶体
14．在下列叙述中，错误的是（　　）
A．熵是物体内分子运动无序程度的量度
B．对孤立系统而言，一个自发的过程中熵总是向减少的方向进行
C．热力学第二定律的微观实质是：熵总是增加的
D．熵值越大，表明系统内分子运动越无序
E.
能量耗散说明能量在不断减小
参考答案
1．C
【解析】
能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变过程，即能量的转化有方向性，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，故A错误，C正确；能量耗散过程体现了宏观自然过程的方向性，符合热力学第二定律，故B错误．第二类永动机违背了热力学第二定律，不可能制成，故D错误；故选C．
【点睛】
本题考查了热力学第二定律的应用，要从多个角度来了理解该定律，可以通过加强练习来加深理解．
2．D
【解析】
A、根据熵增加原理，一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，熵值较大代表着较为无序；A错误．B、当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大；B错误．C、每个气体分子的质量，每个气体分子的平均空间体积，它不是气体分子的体积；C错误．D、密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，由知压强变大，而根据压强的微观表示可知，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，D正确．故选D．
【点睛】
考查热力学第二定律、相对湿度、气体压强和阿伏伽德罗常数知识比较全面深入，要求学生全面掌握3-3的重点知识．
3．D
【解析】
熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，A错误；在绝热条件下压缩气体，外界对气体做功，由热力学第一定律知，气体的内能一定增加，B正确；绝对零度等于摄氏温标零下273℃，因为绝对零度不可达到，故不能液氮制冷不能使温度低至-290摄氏度，C错误；水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系，D正确．
4．BDE
【解析】
A．自然界的宏观热过程都具有方向性，在任何一个自然过程中，一个孤立系统的总熵会不断增加，即一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，故A与题意不符；
B．在绝热条件下压缩气体时，由于外界对气体做功，没有热交换，则有热力学第一定律可知，内能一定增加，故B与题意相符；
C．布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动，不是液体分子的运动，故C与题意不符；
D．水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系，故D与题意相符；
E．液体表面张力产生的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。露珠的形成就是由于液体表面张力的作用，故E与题意相符。
5．ABE
【解析】
相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度下水蒸气的饱和汽压的比值，而绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强，绝对湿度大，相对湿度不一定大，故A正确；荷叶上的小水滴呈球形，这是表面张力使液面收缩的结果，故B正确；布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，不是分子运动，故C错误；热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是各向同性的表现，但金属是多晶体，所以这是多晶体各向同性的表现，故D错误；根据热力学第二定律，一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行，故E正确；故选ABE。
6．ADE
【解析】
根据熵的定义，熵较大的宏观状态就是无序程度较大的宏观状态，选项A正确；根据热力学第二定律可知，内能不可以全部转化为机械能而不引起其他变化，选项B错误；根据能量守恒定律可知，各种形式的能可以相互转化；根据热力学第二定律，宏观自然的过程都具有方向性，选项C错误；根据热力学第一定律可知，若外界对物体做功等于物体向外界放出热量，物体的内能不变，选项D正确；根据热力学第二定律，气体向真空的自由膨胀是不可逆的，选项E正确；故选ADE.
7．AC
【解析】
根据体积变化判断做功情况，分析分子势能的变化；燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程；正确理解“能量耗散”和“品质降低”．
【详解】
燃气由液态变为气态的过程中体积增大，要对外做功，分子势能增大，故A正确，B错误；根据热力学第二定律，燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程，故C正确；燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量变为品质低的大气内能，能量耗散了，很难再被利用，故D错误；故选AC.
8．BCD
【解析】
A、改变内能的方法是做功和吸放热，一定质量的理想气体放出热量，不知道是否做功，所以内能不一定增加，则分子平均动能不一定减少，故A错；
B、热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律，故B对；
C、根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，故C对；
D、在气体膨胀时对外界做功时可能伴随着吸放热，所以内能可能减小，故D对
E、熵是系统内分子运动无序性的量度，熵越大，系统的无序性就越大，所以一个孤立的系统不能说总是从熵大的状态向熵小的状态发展，故E错；
故选BCD
9．ABE
【解析】
理想气体是一种理想化的物理模型，实际上并不存在；理想气体的内能仅与温度有关，与气体的体积无关；实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下可以看做理想气体．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体．
【详解】
A．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正确；
B．根据熵增原理可知，在自然过程中一个孤立系统的熵总是增加或不变的，故B正确；
C．气体被压缩时，外界对气体做功W＞0，如果向外界放热Q＜0，根据热力学第一定律
△U=W+Q
可能△U=0内能不变，故C错误；
D．一定量的某种理想气体等压膨胀过程中，根据盖吕萨克定律可知，体积与热力学温度成正比，温度升高，内能增加，故D错误；
E．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间必定处于热平衡，故E正确。
故选ABE．
【点睛】
只有熟练掌握热力学的一些基本概念，第二定律的内容才能顺利解决本题，故一定要注意基本概念的积累．
10．CDE
【解析】
根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化，选项A错误；根据热力学第一定律，物体对外做功，同时物体吸热，则其内能不一定改变，选项B错误；熵是物体内分子运动无序程度的量度，气体向真空膨胀时虽然不对外做功，但系统的熵是增加的，选项C正确；制冷设备可实现从低温热源处吸热，并在高温热源处放热，选项D正确；第一类永动机不可能制成，是因为它违背了能量守恒定律，选项E正确；故选CDE.
11．BCE
【解析】
考查布朗运动，熵增加原理，气体压强的微观意义，阿伏伽德罗常数，分子势能与分子间距离的关系。
【详解】
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．根据熵增加原理，一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展．熵值较大代表着较为无序．故B正确；
C．如果封闭气体的密度变小，可知其体积增大；温度是分子的平均动能的标志，分子平均动能增加，即气体的温度升高；根据理想气体的状态方程：
可知气体的体积增大、温度同时也升高时，气体的压强可能不变，故C正确；
D．气体的分子之间的距离比较大，使用公式：
求出的结果是每一个分子所占的空间的大小，不是分子的体积．故D错误；
E．甲、乙两分子间的距离由很远移到不能再靠近的过程中．分子势能先减小再增大，故E正确。
故选BCE．
12．ACD
【解析】
熵是物体内分子运动无序程度的量度，在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向增加的方向进行，熵值越大，代表系统分子运动越无序；
【详解】
A、熵是物体内分子运动无序程度的量度，同种物质气态的熵大于液体和固体的，A正确；
B、在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向增加的方向进行，B错误；
C、热力学第二定律的微观实质是熵是增加的，C正确；
D、熵值越大，代表系统分子运动越无序，D正确．
【点睛】
本题考查了熵的知识，知道在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向增加的方向进行．
13．ADE
【解析】
A．根据热力学第二定律，与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行，故A正确；
B．当分子间距离减小时，分子间的斥力和引力均减小，选项B错误；
C．已知固体或液体物质的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可求出分子的体积，已知气体物质的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，仅能求出分子平均占据的体积，选项C错误；
D．压强不变时，单位面积器壁单位时间受到分子撞击的力不变，温度降低时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数增加，故D正确；
E．单晶体的物理性质具有各向异性，故E正确．
故选ADE。
14．BE
【解析】
A、熵是热力学系统内分子运动无序程度的量度，故A正确。
B、对孤立系统而言，一个自发的过程中熵总是向增加的方向进行，故B错误。
C、热力学第二定律又称为熵增加原理，故C正确。
D、熵值越大，表明系统内分子运动越无序，故D正确。
E、能量耗散虽然不会使能的总量减少，但能量的可利用率越来越低，即能量的品质越来越低，根据能量守恒定律可知，虽然能量的可利用率越来越低，但能量总和保持不变，即仍然遵守能量守恒定律，故E错误；
本题选择错误的，故选：BE。