高中物理-热力学第二定律练习题
高中物理《热力学定律》练习题(附答案解析)
高中物理《热力学定律》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．关于物体内能的变化，下列说法中正确的是（ ）A ．物体吸收了热量，它的内能可以减小B ．物体的机械能变化时，它的内能也一定随着变化C ．外界对物体做功，它的内能一定增加D ．物体既吸收热量，又对外界做功，它的内能一定不变2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了4810J ⨯的功，气体的内能减少了51.210J ⨯，则下列各式中正确的是（ ）A ．454810J 1.210J 410J W U Q =⨯∆=⨯=⨯，，B ． 455810J 1.210J 210J W U Q =⨯∆=-⨯=-⨯，，C ． 454810J 1.210J 210J W U Q =-⨯∆=⨯=⨯，，D ． 454810J 1.210J 410J W U Q =-⨯∆=-⨯=-⨯，，3．关于两类永动机和热力学的两个定律，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热力学第一定律B ．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C ．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D ．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的4．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（ ）A ．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体B ．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故C ．木船浮在水面上是由于表面张力D ．外界对物体做功，物体的内能一定增加5．下列说法正确的是（ ）A ．α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波B ．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先增大后减小D．只要对物体进行不断的冷却，就可以把物体的温度降为绝对零度6．关于能源，下列说法正确的是（）A．根据能量守恒定律，我们不需要节约能源B．化石能源、水能和风能都是不可再生的能源C．华龙一号（核电技术电站）工作时，它能把核能转化为电能D．能量的转化、转移没有方向性7．关于热现象，下列说法正确的是（）A．固体很难被压缩，是因为分子间存在斥力B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．气体吸热，其内能一定增加D．0°C水结成冰的过程中，其分子势能增加8．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（）A．压强增大，内能减小B．压强减小，分子热运动的平均动能增大C．吸收热量，内能增大D．对外做功，分子热运动的平均动能减小二、多选题9．下列关于热力学第二定律的理解正确的是（）A．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的B．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性C．从微观的角度看，热力学第二定律表明一个孤立系统总是向无序度更大的方向发展D．没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机可以把燃料产生的内能全部转化为机械能10．一定质量的理想气体，其状态变化过程的p-V图像如图所示。
高中热力学试题及答案
高中热力学试题及答案一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔS = Q/TD. ΔG = Q - TΔS答案：A2. 根据熵增原理，孤立系统的熵总是：A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 无法确定答案：A3. 以下哪个过程是可逆过程？A. 摩擦生热B. 气体自由膨胀C. 气体在活塞下缓慢压缩D. 气体在活塞下快速压缩答案：C二、填空题4. 热力学第二定律的开尔文表述是：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不引起其他变化。
__________________________。
5. 理想气体的内能只与温度有关，与体积和压强无关。
对于一定质量的理想气体，其内能变化ΔU等于__________。
答案：nCvΔT三、简答题6. 简述热力学第二定律的克劳修斯表述。
答案：热力学第二定律的克劳修斯表述是：不可能实现一个循环过程，其唯一结果就是将热量从低温物体传递到高温物体。
7. 解释什么是熵，以及熵增原理的意义。
答案：熵是热力学中描述系统无序度的物理量，通常用符号S表示。
熵增原理表明，在孤立系统中，自发过程总是向着熵增加的方向发展，这反映了自然界趋向于无序的普遍趋势。
四、计算题8. 一个理想气体在等压过程中，温度从T1升高到T2，求该过程中气体的熵变ΔS。
答案：首先，根据等压过程的性质，体积V与温度T的关系为V/T = 常数。
对于理想气体，熵变ΔS可以通过以下公式计算：ΔS = nCln(T2/T1) + Rln(V2/V1)由于V/T = 常数，所以V2/V1 = T2/T1，代入公式得：ΔS = nCln(T2/T1)9. 一个质量为m，温度为T的物体，通过热传导的方式与环境达到热平衡，求物体的最终温度。
答案：当物体与环境达到热平衡时，物体的温度将等于环境的温度。
因此，物体的最终温度就是环境的温度。
结束语：本试题涵盖了高中热力学的基本概念和计算方法，旨在帮助学生理解和掌握热力学的基本原理及其应用。
高中物理 第十章 热力学律 4 热力学第二律课后检测高中物理试题
积盾市安家阳光实验学校4 热力学第二律记一记热力学第二律知识体系两种表述——热力学第二律的两种表述两个比较——⎩⎪⎨⎪⎧热力学第一律和热力学第二律的比较两类永动机的比较辨一辨1.热量能自发地从高温物体传给低温物体．(√) 2．热量不能从低温物体传到高温物体．(×) 3．热传递是有方向性的．(√)4．气体向真空中膨胀的过程是有方向性的．(√)5．能从单一热源吸收热量并把它用来做功而不引起其它变化．(×) 想一想1.在自然过程中热量是如何传递的？空调和冰箱是如何传递热量的？ 提示：热量由温度高的物体传递给温度低的物体，或由温度高的地方传递到温度低的地方；空调和冰箱可以通过电机做功，把热量从温度比较低的房间内或冰箱内传递到房间外或冰箱外．2．制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗？热机工作时是否将从高温热库吸收的热量用来做功？提示：不是．热量从低温热库传到高温热库时需要有外界做功；否．热机工作时只将从高温热库吸收热量的一用来做功，剩余的释放到低温热库．思考感悟：练一练1.(多选)下列说法中正确的是( )A ．第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒律B ．第二类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒律C ．热力学第一律和热力学第二律是相互的D ．热力学第二律的两种表述是效的解析：第一类永动机违背了能量守恒律，第二类永动机违背了热力学第二律，故A 项正确，B 项错误；热力学第一律与热力学第二律相辅相成，互相，C 项正确；热力学第二律的两种表述是效的，D 项正确．答案：ACD2．(多选)根据热力学第二律，下列判断正确的是( )A ．电流的能不可能变为内能B ．在火力发电机中，燃气的内能不可能变为电能C ．热机中，燃气内能不可能变为机械能D ．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体解析：根据热力学第二律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的能可变为内能(由焦耳律可知)，但内能不可能变成电流的能，而不产生其他影响．机械能可转变为内能，而内能不可能转变成机械能．在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体．答案：BCD3．下列说法正确的是( )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．功、热、内能是一样的C．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变，而不产生其他影响D．凡是不违反能量守恒律的过程一能实现解析：热量能够自发地从高温物体传到低温物体，也能在一的条件下从低温物体传到高温物体，故A错误；功、热、内能的本质是不同的，故B错误；不可能从单一热库吸收热量，使之完全变而不产生其他影响，这是热力学第二律的内容，故C正确；不违背能量守恒律的过程不一能实现，如第二类永动机，故D错误．答案：C4．关于热力学第二律，下列说法正确的是( )A．热力学第二律是通过总结出来的律B．热力学第二律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验律C．热力学第二律是物理学家从理论推导得出来的结果D．由于热力学第二律没有理论和的依据，因此没有实际意义解析：热力学第二律是一个经验律，它并不能通过理论和来证明，但它符合客观事实，因此是正确的，它揭示了宏观过程的方向性，对我们认识自然和利用自然有着重要的指导意义．答案：B要点一热力学第二律的理解1.(多选)下列关于能量转化的说法中，正确的是( )A．机械能可以转化为内能，但内能不能转化为机械能B．机械能可以转化为内能，内能也能转化为机械能C．机械能不能转化为内能，但内能可以转化为机械能D．机械能可以转化为内能，但内能不能转化为机械能，同时不引起其他变化解析：由能量守恒律知，各种形式的能量之间可以相互转化，但是内能在转化为机械能的过程中，由于内能的各种耗散，内能不会完全转化为机械能而不引起其他变化．故选项B、D两项正确．答案：BD2．(多选)下列说法中正确的是( )A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．一切不违反能量守恒律的物理过程都是能够实现的C．由热力学第二律可以判断物理过程能否自发进行D．一切物理过程都不可能自发地进行解析：能量转移和转化的过程都是具有方向性的，A项对；第二类永动机不违背能量守恒律，但是不能实现，B项错；在热传递的过程中，能量可以自发地从高温物体传到低温物体，但其逆过程不可能自发地进行，C项对，D项错．答案：AC3．(多选)关于热力学律，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自然过程是不可逆过程解析：内能的改变可以通过做功或热传递进行，故A项正确；对某物体做功，若物体向外放热，则物体的内能不一增加，B项错误；在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收热量可以将其转变为功，C项正确；在引起其他变化的情况下，可以将热量从低温物体传向高温物体，D项错误；涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性，故E项正确．答案：ACE4．下列说法中正确的是( )A．功可以完全转化为热量，而热量不能完全转化为功B．热机必须具有两个热库，才能实现热功转化C．热机的效率不可能大于1，但可能于1D．热机的效率必小于1解析：开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功，但必然要产生其他变化，比如气体温膨胀，气体内能完全转化为功，但气体体积增大了，A项错误；开尔文表述指出，热机不可能只有单一热库，但未必就是两个热库，可以具有两个以上热库，B项错误；由η＝Q1－Q2Q1可知，只要Q2≠0，η≠1，如果Q2＝0，则低温热库不存在，违背了开尔文表述，故C项错误，D项正确．答案：D要点二热力学第二律的用5.(多选)如图所示为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外，下列说法正确的是( ) A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一律解析：热力学第一律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒的具体表现，适用于所有的热学过程，故C项正确，D项错误；根据热力学第二律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于外界做功，A项错误，B项正确，故选B、C两项．答案：BC6．第二类永动机不可能制成的原因是( )A．违背了能量守恒律B．热量总是从高温物体传递到低温物体C．机械能不能转化为内能D．内能不能转化为机械能而不引起其他变化解析：第二类永动机的设想并不违背能量守恒律，但是违背了热力学第二律，所以不可能制成．答案：D7．下列说法正确的是( )A．对物体做功不可能使物体的温度升高B．电冰箱的工作原理不违背热力学第二律C．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律的D．从单一热源吸收热量使之变成有用的机械能是不可能的解析：对物体做功可以使物体的内能增加，温度升高，如用打气筒打气时筒壁变热，A项错误；电冰箱工作时有外界做功，不违背热力学第二律，B项正确；在一条件下，热量可以由低温物体传到高温物体，但引起了外界变化，C 项错误；从单一热源吸热，并使之变成有用功也是可能的，只是会引起其他变化，D项错误．答案：B8．一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1 kW，制冷能力1.2×104kJ/h，制热能力1.3×104kJ/h.这样，该空调在制热时，每消耗1 J电能，将放出3 J 多热量，是标注错误还是能量不守恒？解析：都不是．空调制冷(制热)靠压缩机做功，从室内(室外)吸收热量放到室外(室内)．在制热时，放出的热量于消耗的电能与从室外吸收的热量之和，肯大于电能消耗，题中情况既不是标注错误，也不是能量不守恒．答案：见解析基础达标1.下列说法正确的是( )A．热力学第二律否了以特殊方式利用能量的可能性B．电流流过导体转化为内能，反过来，可将内能收集起来，再转化成相同大小的电流C．可以做成一种热机．由热源吸取一的热量而对外做功D．冰可以熔化成水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力学第二律解析：热力学第二律说明了一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，但并没有否认以特殊方式利用能量的可能性，故A项错误；功和内能的转化具有方向性，其逆过程是不可能自发实现的，故B项错误；冰熔化成水，水结成冰，伴随着能量的转移，不是自发进行的，没有违背热力学第二律．答案：C2．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( )A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的C．第二类永动机遵从能量守恒故能做成D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105J，同时空气向外界放出热量1.5×105J，则空气的内能增加了0.5×105J解析：由热力学第二律知，B、C两项错；绝对零度不可能达到，A项错；由热力学第一律知D项正确．答案：D3．关于热力学第一律和热力学第二律，下列论述正确的是( )A．热力学第一律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条律是相互矛盾的B．内能可以转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条律并不矛盾C．两条律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D．其实，能量守恒律已经包含了热力学第一律和热力学第二律解析：热力学第一律和第二律并不矛盾，热力学第一律反映了能量转化和守恒律；热力学第二律反映了与热现象有关的过程具有方向性．答案：B4．关于热力学律和分子动理论，下列说法中正确的是( )A．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重收集起来加以利用而不引起其他变化B．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一内能转化为机械能，这在原理上是可行的C．在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离的增大而减小D．温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大解析：由热力学第二律可知，A项错误、B项正确；由分子间作用力与分子间距的关系可知，C项错误；温度升高时，物体中分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，即并不是每个分子的运动速率都增大，故D项错误．答案：B5．(多选)下列说法正确的是( )A．热量不能从低温物体传给高温物体B．热量不能自发地从低温物体传给高温物体C．热量不能在没有第三者介入的情况下从低温物体传给高温物体D．热量不能从低温物体传给高温物体而不引起其他变化解析：热量能从低温物体传给高温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体，热量从低温物体传给高温物体要有第三者介入，会引起其他变化．故A错误，B、C、D正确．答案：BCD6．我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原因是( )A．这违反了能量守恒律B．在任何条件下内能都不可能转化为机械能，只有机械能才会转化为内能C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确解析：机械能和内能可以相互转化，但必须通过做功来实现．由热力学第二律可知．内能不可能转化成机械能，同时不引起其他变化．答案：C7．(多选)下列哪些过程具有方向性( )A．热传导过程B．机械能向内能的转化过程C．气体的扩散过程D．气体向真空中的膨胀解析：这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二律的基本内涵，它们都是不可逆的，具有方向性．答案：ABCD8．(多选)随着经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，近期油价不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队待加油的情景已经多次在发生，能源成为困扰经济发展的重大难题之一，下列有关能量转化的说法中错误的是( )A．不可能从单一热源吸收热量并把它用来做功，而不引起其他的变化B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的内能转化为机械能C．满足能量守恒律的物理过程都能自发的进行D．外界对物体做功，物体的内能必然增加解析：由热力学第二律的开尔文表述可知A项对．热机效率总低于100%，B项错．满足能量守恒的过程未必能自发进行，任何过程一满足热力学第二律，C项错．由热力学第一律ΔU＝W＋Q可知，W>0，ΔU不一大于0，即内能不一增加，D项错．答案：BCD9．(多选)关于热力学律，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．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程解析：考查热力学律的理解，解题的关键是明确热力学两个律的意义．由ΔU＝W＋Q知，增加物体的内能，可以对物体做功或向它传递热量，选项A正确，B项错误．C、D两项符合热力学第二律的描述．答案：ACD10．下列宏观过程不能用热力学第二律解释的是( )A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动分开B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使热机的效率达到100%解析：热力学第二律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律，A 项不属于热现象．答案：A11.如图中汽缸内盛有量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是( )A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二律B．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二律C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二律D．ABC三种说法都不对解析：热力学第二律从机械能与内能转化过程的方向性来描述是：不可能从单一热源吸收热量并把它用来做功，而不引起其他变化．本题中如果没有外界的帮助，比如外力拉动活塞杆使活塞向右移动，使气体膨胀对外做功，导致气体温度略微降低，是不可能从外界吸收热量的，即这一过程虽然是气体从单一热源吸热，全用来对外做功，但引起了其他变化，所以此过程不违反热力学第二律．答案：C能力达标12.[2019·一中](多选)下列说法正确的是( )A．一质量的理想气体放出热量，则分子平均动能一减少B．热力学第二律是反映宏观自然过程的方向性的律C．根据热力学第二律可知，热机的效率不可能达到100%D．一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解析：由热力学第一律ΔU＝W＋Q可知，一质量的理想气体放出热量，其内能不一减少，则分子平均动能不一减少，A项错误；热力学第二律就是反映宏观自然过程的方向性的律，B项正确；不可能从单一热库吸收热量，使之变为功，而不产生其他影响，所以热机的效率不可能达到100%，C项正确；一质量的理想气体膨胀时对外界做了功，它的内能可能减少，D项正确；在任何自然过程中，一个孤立的系统的熵不会减小，E项错误．答案：BCD13．热力学第二律常见的表述有以下两种第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．第二种表述：不可能从单一热库吸收热量并把它用来做功，而不引起其他变化．图(a)是根据热力学第二律的第一种表述画出的示意图．外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图(b). 根据你的理解，热力学第二律的实质是____________________________________________________________________ ____．解析：一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性．答案：示意图(b)如图所示一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性14．一辆的发动机输出功率为66.15 kW，每小时消耗柴油14 kg，请计算发动机的效率．(柴油的热值为4.3×107J/kg)解析：发动机每小时做的功W＝Pt＝66 150×3 600 J≈2.38×108J完全燃烧14 kg柴油放出的热量Q总＝mq＝14×4.3×107J＝6.02×108J 所以η＝WQ总＝2.38×1086.02×108×100%≈39.5%.答案：39.5%。
2021年高中物理选修三第三章《热力学定律》经典复习题(答案解析)(2)
一、选择题1．对于一定质量的理想气体，下列判断错误的是（）A．在等温变化过程中，系统与外界一定有热量交换B．在等容变化过程中，系统从外界吸收热量一定等于内能增量C．在等压变化过程中，内能增加，系统一定从外界吸收热量D．在绝热过程中，系统的内能一定不变2．如图，一定质量的理想气体，由a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c．设气体在状态b和状态c的温度分别为T b和T c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac．则．A．T b＞T c，Q ab＞Q ac B．T b＞T c，Q ab＜Q acC．T b=T c，Q ab＞Q ac D．T b=T c，Q ab＜Q ac3．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()A．都具有方向性B．只是部分具有方向性C．没有方向性D．无法确定4．如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体( )图13－2－4A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加5．下列说法中正确的是（）A．温度低的物体内能小B．外界对物体做功时，物体的内能一定增加C．温度低的物体分子运动的平均动能小D．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大6．如图所示，一定质量理想气体的体积V与温度T关系图像，它由状态A经等温过程到状态B，再经等容过程到状态C。
则下列说法中正确的是（）A．在A、B、C三个状态中B对应的压强最大B．在A、B、C三个状态中C对应的压强最大C．过程AB中外界对气体做功，内能增加D．过程BC中气体吸收热量，内能不变7．对于一定质量的理想气体，下列过程不可能发生的是（）A．气体膨胀对外做功，温度升高，内能增加 B．气体吸热，温度降低，内能不变C．气体放热，压强增大，内能增大D．气体放热，温度不变，内能不变8．下列现象可以用热力学第一定律解释的是（）A．两物体接触后，热量自发地从高温物体传递到低温物体B．蒸汽机不能把蒸汽的内能全部转化为机械能C．叶片搅拌绝热容器中的水，引起水温升高D．利用能源的过程中会发生“能量耗散”现象9．一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，其变化过程的p V 图像如图所示（）A．气体在A状态时的内能大于C状态时的内能B．气体在B状态时每个分子的动能都比A状态时大C．气体从状态A到B吸收的热量大于从状态B到C放出的热量D．气体从状态A到B吸收的热量等于从状态B到C放出的热量10．带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。
人教版高中物理 选修1-2 2.4热力学第二定律
第3章 热力学第二定律练 习1、发过程一定是不可逆的。
而不可逆过程一定是自发的。
上述说法都对吗？为什么？ 答案：（第一句对，第二句错，因为不可逆过程可以是非自发的，如自发过程的逆过程。
）2、什么是可逆过程？自然界是否存在真正意义上的可逆过程？有人说，在昼夜温差较大的我国北方冬季，白天缸里的冰融化成水，而夜里同样缸里的水又凝固成冰。
因此，这是一个可逆过程。
你认为这种说法对吗？为什么? 答案：（条件不同了）3、若有人想制造一种使用于轮船上的机器，它只是从海水中吸热而全部转变为功。
你认为这种机器能造成吗？为什么？这种设想违反热力学第一定律吗？答案：（这相当于第二类永动机器，所以不能造成，但它不违反热力学第一定律)4、一工作于两个固定温度热源间的可逆热机，当其用理想气体作工作介质时热机效率为 η1，而用实际气体作工作介质时热机效率为 η2，则A ．η1>η2B ．η1<η2 C.η1=η2 D.η1≥η2 答案：（C ）5、同样始终态的可逆和不可逆过程，热温商值是否相等？体系熵变 ΔS 体 又如何？ 答案：（不同，但 ΔS 体 相同，因为 S 是状态函数，其改变量只与始、终态有关）6、下列说法对吗？为什么？(1)为了计算不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条可逆途径来计算。
但绝热过程例外。
(2)绝热可逆过程 ΔS =0，因此，熵达最大值。
(3)体系经历一循环过程后，ΔS =0 ，因此，该循环一定是可逆循环。
(4)过冷水凝结成冰是一自发过程，因此，ΔS >0 。
(5)孤立系统达平衡态的标态是熵不再增加。
答案：〔(1) 对，(2) 不对，只有孤立体系达平衡时，熵最大，(3)不对，对任何循环过程，ΔS ＝0 不是是否可逆，(4) 应是 ΔS 总＞0，水→冰是放热，ΔS ＜0，ΔS ＞0，(5) 对〕7、1mol H 2O(l )在 373.15K 、下向真空蒸发变成 373.15K 、的 H 2O(g )，试计算此过程的 ΔS 总，并判断过程的方向。
高中物理-热力学 第二定律练习
高中物理-热力学第二定律练习我夯基我达标1.下列关于热传导的说法中,正确的是( )A.热量只能从高温物体流向低温物体,而不能从低温物体流向高温物体B.热量可以从低温物体传递给高温物体C.热量可以有条件地从低温物体传递给高温物体,只要低温物体内能足够大D.热量可以有条件地从低温物体流向高温物体,条件是外界必须做功思路解析：克劳修斯表述并没有排除热量由低温物体流向高温物体A错.说法B 比较笼统,但并无错误.说法C对条件的解释有错误,热量的流向与物体内能无直接关系,C错.说法D正确.答案：BD2.下列说法中正确的是( )A.功可以完全转化为热量,而热量不可以完全转化为功B.热机必须是具有两个热库,才能实现热功转化C.热机的效率不可能大于1,但可能等于1D.热机的效率必定小于1思路解析：本题要求全面领会开尔文表述的含义,同时注意语言逻辑性.开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功,但必然要发生其他变化,比如气体等温膨胀,气体内能完全转化为功,但气体体积增大了,A错.开尔文表述指出,热机不可能只有单一热库,但未必就是两个热库,可以具有两个以上热库,B错.由η=121 Q QQ可知,只要Q2≠0,则η≠1,如果Q2=0,则低温热库不存在,违反开尔文表述,C错.答案：D3.关于热力学第二定律,下列说法正确的是( )A.热力学第二定律是通过实验总结出来的实验定律B.热力学第二定律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验定律C.热力学第二定律是物理学家从理论推导得出来的结果D.由于热力学第二定律没有理论和实验的依据,因此没有实际意义思路解析：热力学第二定律,是物理学家通过对大量自然现象的分析,又总结了生产和生活经验得到的结论,是一个经验定律,它并不能通过理论和实验来证明,但它符合客观事实,因此是正确的.它揭示了宏观过程的方向性,使人们认识到第二类永动机不可能制成,对我们认识自然和利用自然有着重要的指导意义.答案：B4.(全国统考广东卷,4) 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来看这两种改变方式是有区别的思路解析：第二类永动机并不违反能量守恒定律,它只不符合热力学第二定律,所以A项错误.从热力学第一定律可知物体内能的改变ΔU与物体吸、放热ΔQ 和做功ΔW有关,即ΔU=ΔQ+ΔW.物体只从外界吸收了热量,做功情况不明确,同样道理,对物体做功而吸、放热情况不明确,都不能断定物体的内能如何变化,所以B、C项错误.做功是通过机械能转化为热能,而热传递是热能从一个物体转移到另一个物体,两种改变内能的方式和本质是有区别的,所以D项正确.答案：D5.如图10-4-1所示,一定质量理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时,从外界吸收热量420 J,同时膨胀对外做功300 J.当气体从状态B经过Ⅱ回到状态A时,外界压缩气体做功200 J.求此过程中气体是吸热还是放热,热量是多少.图10-4-1思路解析：气体由状态A经过程Ⅰ、过程Ⅱ又回到状态A,初、末状态内能不变,由热力学第一定律：ΔU=W+Q,可得：0=+420-300+200+QZQ=-320 JZ所以第二过程中气体放热320 J.答案：放热 320 J6.试对热力学第一定律和热力学第二定律作一简单的评析.思路解析：热力学第一定律和热力学第二定律是构成热力学知识的理论基础,前者对自然过程没有任何限制,只指出在任何热力学过程中能量不会有任何增加或损失,反映的是物体内能的变化与热量、做功的定量关系．后者则是解决哪些过程可以自发地发生,哪些过程必须借助于外界条件才能进行.我综合我发展7.下列说法正确的是( )A.热量有可能由低温物体传给高温物体B.气体的扩散过程具有方向性C.只要尽量完善工艺水平,热机效率可以达100%D.热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程都具有方向性思路解析：热量不能自发地从低温物体传到高温物体,但借助外界作用是可以实现的；无论如何提高工艺水平,效率都不可能达到100%；热力学第二定律说明了与热现象有关的宏观过程都具有方向性.答案：ABD8.下列说法正确的是( )A.热量不能由低温物体传递到高温物体B.外界对物体做功,物体内能必定增加C.第二类永动机不可能制成,因为违反了能量守恒定律D.不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化思路解析：根据热力学第二定律可知热量可以由低温物体传递到高温物体,但是要引起其他变化.由热力学第一定律可知,外界对物体做功,物体的内能不一定增加,第二类永动机是违背了热力学第二定律.答案：D9.(北京理综,15) 如图10-4-2所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体,Q内为真空,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( )图10-4-2A.气体体积膨胀,内能增加B.气体分子势能减少,内能增加C.气体分子势能增加,压强可能不变D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中思路解析：当阀门K被打开,P中的气体进入Q中,由于Q中为真空,且系统与外界无热交换,所以气体内能不变,A、B选项错误.气体体积增大,温度不变,压强减小,选项C错误.由热力学第二定律可知,Q中气体不可能自发地全部退回到P中,所以D选项正确.答案：D我创新我超越10.下列说法中正确的是( )A.甲物体自发传递热量给乙物体,说明甲物体的内能比乙物体多B.热机的效率从原理上讲可达100%C.因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能的D.以上说法均不正确思路解析：热量总是从高温的物体传给低温的物体,和内能无关,A错.由热力学第二定律：“不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化”可知,任何热机的机械效率都不可能达到100%,因此B错.关于“能源危机”必须明白几点：(1)能源是提供能量的资源,如煤、石油等；(2)人们在消耗能源时,放出热量,有的转化为内能,有的转化为机械能等等,但最终基本上都转化成了内能,人们无法把这些内能收集起来利用(能量耗散),而可供利用的能源是有限的,不可能再生(或短时间内不可再生),因此能量守恒并非说明无能源危机,故C错.答案：D11.下列说法中正确的是( )A.热量能自发地从高温物体传给低温物体B.热量不能从低温物体传到高温物体C.热传导是有方向的D.能量耗散说明能量是不守恒的思路解析：“热量能自发地从高温物体传给低温物体”是符合热力学第二定律中关于“热传导是有方向的”规律的,所以选项A 和C 是正确的.热量虽然不能自发地从低温物体传到高温物体,但在一定外加条件下,也能做到“热量从低温物体传到高温物体”,例如电冰箱等电器的工作过程,所以选项B 是不正确的.所谓“能量耗散”是指在能量的转化过程中没有办法把流散的能量重新收集起来,重新加以利用,“能量耗散”过程中能的总量还是守恒的,只是能量的转化是有方向性的,而不是能量不守恒,因此选项D 也是错误的.答案：AC12.一木块静止在光滑的水平面上,被水平方向飞来的子弹击中,子弹进入木块的深度为2 cm,木块相对于桌面移动了1 cm.设木块对子弹的阻力恒定,则产生的热能和子弹损失的动能之比为( )A.1∶1B.2∶3C.1∶2D.1∶3思路解析：子弹损失的动能等于子弹克服阻力所做的功,子弹的位移为打入深度d 和木块移动的距离L 之和,有：ΔE k =F(d+L)产生的热能为：Q=Fd故有：32122=+=+=∆L d d E Q k ,所以选B. 答案：B13.用火箭把质量m=1.0×103 kg 的卫星发射到接近地面的圆形轨道上绕地球运行.已知地球半径R=6.4×106 m,火箭内所装燃料的热值q=6.4×107 J/kg,地面附近的重力加速度g=9.8 m/s 2.若燃料完全燃烧产生的热量有1%转化为卫星运行时的动能,火箭内所装燃料的质量至少为多少？思路解析：近地卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力定律和牛顿第二定律得G R v m R m m 220=≈mg ,则卫星运行时的动能E k =21mv 2=21mgR.设火箭内所装燃料的质量至少为m′,全部燃烧产生的热量Q=qm′,依题意有qm′×1%=21mgR,故 m′=q mgR2×100 =kg 763104.62100104.68.9100.1⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=4.9×104 kg.答案：4.9×104 kg。
高中热力学试题及答案大全
高中热力学试题及答案大全一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔS = Q/TD. ΔG = ΔH - TΔS答案：A2. 以下哪个过程是不可逆过程？A. 理想气体的等温膨胀B. 理想气体的绝热膨胀C. 理想气体的等压膨胀D. 理想气体的等熵膨胀答案：B3. 熵增加原理表明，在孤立系统中，自发过程的熵：A. 保持不变B. 减少C. 增加D. 先减少后增加答案：C二、填空题1. 热力学第二定律表明，不可能从单一热源_______而产生其他影响。
答案：吸热2. 在热力学中，一个系统与外界交换能量的两种基本方式是_______和_______。
答案：做功；热传递三、简答题1. 简述热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述。
答案：热力学第二定律的克劳修斯表述是：不可能实现一个循环过程，其唯一结果就是从一个热源吸热并将这热量完全转化为功。
开尔文-普朗克表述是：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响。
2. 什么是熵？熵在热力学中的意义是什么？答案：熵是热力学中描述系统无序程度的物理量，通常用符号S表示。
熵在热力学中的意义是衡量系统状态的无序程度，是热力学第二定律的数学表达形式之一，反映了能量分散的程度。
四、计算题1. 一个理想气体在等压过程中从体积V1 = 1m³膨胀到V2 = 2m³，气体的摩尔质量为M = 0.029kg/mol，气体常数R = 8.314J/(mol·K)，初始温度T1 = 300K。
求气体的最终温度T2。
答案：首先计算气体的摩尔数n = (M/V1)。
然后利用等压过程中温度与体积的关系T1V1/n = T2V2/n，解得T2 = (T1V1/V2) = (300K *1m³ / 2m³) = 150K。
结束语：通过本试题及答案的练习，同学们可以加深对热力学基本概念、原理和计算方法的理解。
高中物理第3章热力学定律4热力学第二定律课时分层作业含解析选择性3
热力学第二定律(建议用时:25分钟）◎考点一热力学第二定律1．(多选)下列关于热力学第二定律的说法正确的是（）A．所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生B．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的C．机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能而不带来其他影响D．气体向真空的自由膨胀是可逆的BC［热运动的宏观过程会具有一定的方向性，符合能量守恒定律的宏观过程并不能都真的发生，故A错误,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，所以气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故B正确，D错误；根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量使之完全变成功而不产生其他影响，所以机械能可以全部转化为内能,而内能无法全部用来做功变成机械能，故C正确。
]2．下列说法正确的是(）A．一切形式的能量间的相互转化都具有方向性B．热量不可能从低温物体传给高温物体C．气体的扩散过程具有方向性D．一切形式的能量间的相互转化都不具有可逆性C［热力学第二定律反映了所有与热现象有关的宏观过程都具有方向性，A、D错误；热量不是不能从低温物体传给高温物体,关键是会不会产生其他影响，B错误；气体扩散过程具有方向性，C正确。
]3．（多选)关于制冷机制冷过程的说法中,正确的是()A．此过程违反了热力学第二定律B．此过程没有违反热力学第二定律C．此过程违反了能量守恒定律D．此过程没有违反能量守恒定律BD[制冷机可以从低温物体吸收热量传给高温物体,但必须消耗电能，热力学第二定律并不否认热量可从低温物体传给高温物体，只是该过程会产生其他影响，A错误，B正确；任何自然和物理过程都不违反能量守恒定律，C错误，D正确。
] 4．关于热现象和热学规律,下列说法中正确的是（）A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%B．热量不可能从低温物体传递给高温物体C．第二类永动机遵从能量守恒,故能做成D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，同时空气向外界放出热量1。
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高中物理-热力学第二定律练习题
1．热力学定律表明自然界中与热现象有关的宏观过程( ) A．有的只遵守热力学第一定律
B．有的只遵守热力学第二定律
C．有的既不遵守热力学第一定律,也不遵守热力学第二定律
D．所有的都遵守热力学第一、第二定律
2．如图为电冰箱的工作原理示意图。
压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。
在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外,下列说法中正确的是( )
A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能
C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
3．(·大连高二检测)下列说法正确的是( )
A．机械能和内能的转化具有方向性
B．电能不可能全部转化为内能
C．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D．在火力发电机中燃气的内能不可能全部转化成电能
4．下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是( )
A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一
段时间大米、小米不会自动分开
B．将一滴红墨水滴入一杯清水中,会均匀扩散到整杯水中,经过一段时间,墨水和清水不会自动分开
C．冬季的夜晚,放在室外的物体随气温的降低,不会由内能自发地转化为机械能而动起来
D．随着节能减排措施的不断完善,最终也不会使汽车热机的效率达到100%
5．(·课标全国理综)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
6. 用两种不同的金属丝组成一个回路,接触点1插在热水中,接触点2插在冷水中,如图所示,电流计指针会发生偏转,这就是温差发电现象。
关于这一现象的正确说法是( )
A．这一实验过程不违反热力学第二定律
B．在实验过程中,热水一定降温,冷水一定升温
C．在实验过程中,热水的内能全部转化成电能,电能则部分转化成冷水的内能
D．在实验过程中,热水的内能只有部分转化成电能,电能则全部转化成冷水的内能
7．(·山东理综)下列关于热现象的描述正确的一项是( )
A．根据热力学定律,热机的效率可以达到100%
B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C．温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D．物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的
8．关于热机和永动机,下列说法中正确的是( )
A．效率为100%的热机是不可能制成的
B．笫二类永动机可以制成
C．不需要任何外力做功而可正常运行的制冷机是不可能制成的D．能把从单一热源吸收的热量全部用来做功而不引起其他变化的热机是可以实现的
9．有人估算使地球上的海水降低0.1 ℃,就能放出5.8×1024 J 的热量,这相当于1 800个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量。
假定整个海洋都具有同一温度,你能设计一种只靠吸收海水的热量推动轮船航行,而不需要燃料的机器吗？
参考答案
1.解析：热力学第一、第二定律是热力学的基本定律,对所有涉
及热现象的宏观过程都成立,D项正确,A、B、C项错误。
答案：D
2.解析：热力学第一定律适用于所有的热学过程,C项正确,D项错误；由热力学第二定律可知A项错误,B项正确。
答案：BC
3.解析：凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,机械能可全部转化为内能,而内能不能全部转化为机械能,A、D正确；由电流热效应中的焦耳定律可知,电能可全部转化为内能,而内能不可能全部转化为电能,B错误；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它违反热力学第二定律,是制造不出来的,C正确。
答案：ACD
4.解析：热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律,A不属于热现象,A错；由热力学第二定律可知B、C、D 正确。
答案：BCD
5.解析：改变内能的方法有做功和热传递两种,所以为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量,选项A正确；对物体做功的同时向外界放热,则物体的内能可能不变或减小,选项B错误；根据热力学第二定律可知,在对外界有影响的前提下,可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,选项C正确；在有外界做功的条件下,可以使热量从低温物体传递到高温物体,选项D错误；根据热力学第二定律可知,选项E正确。
答案：ACE
6.解析：自然界中的任何现象或过程都不违背热力学定律,本实验现象也不违反热力学第二定律,A项正确；整个过程中能量守恒且
热现象有方向性,B项正确；在绝热过程中,热水中的内能除转化为电能外,还升高金属丝的温度,内能不能全部转化为电能；电能除转化为冷水的内能外,还升高金属丝的温度,电能不能全部转化为冷水的内能,C、D项错误。
答案：AB
7.解析：根据热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。
可知热机的效率不可能达到100%,选项A错误。
做功是内能与其他形式的能发生转化,而热传递是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移,所以选项B错误。
温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量,故选项C正确。
单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的,但从总体来看,大量分子的运动却有一定的规律,这种规律叫作统计规律,大量分子的集体行为受到统计规律的支配,故选项D错误。
答案：C
8.解析：热机在工作过程中,必然向外排出热量,故热机效率小于100%,故A对；由热力学第二定律可得C对,B错；内能要全部转化为机械能,必须借助外界的帮助,因而一定会引起其他变化,故D错。
答案：AC
9.解析：这种靠吸收海水热量推动轮船航行的热机基本结构如图所示。
设大气温度为t2,海水温度为t1,在不同的温差下,热机的工作情况不同。
当t2≥t1时,热机无法从海水中吸取热量对外做功,否则将需要一个用于放热的更低温的热源。
当t2<t1时,热机从海水中吸取的热量一部分变成推动轮船前进的动力功,一部分对大气放热,水面附近大气的温度升高,同时由于轮
船(螺旋桨)克服水的阻力做的功也转化为内能,很快使热机的温度也升高,而此过程中海水温度下降,故很快达到热平衡,导致温差消失,热机不能再继续工作。
答案：见解析。