20xx粵教版高中物理選修3-334熱力學(xué)第二定律課時(shí)作業(yè)(完整版)
【正文】 他變化，故選項(xiàng) D正確． ] 3． BD [第一類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)違背了能量轉(zhuǎn)化的方 向性，故 B、D選項(xiàng)正確． ] 方法總結(jié) 雖然第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，大量的事實(shí)證明，在任何情況下，熱機(jī)都不可能只有一個(gè)熱庫，熱機(jī)要不斷地把吸取的熱量變?yōu)橛杏玫墓?，就不可避免地將一部分熱量傳給低溫?zé)嵩矗缘诙愑绖?dòng)機(jī)不可能制成，因?yàn)樗`背了熱力學(xué)第二定律． 4． AD [凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀熱現(xiàn)象都具有方向性．無論采用任何設(shè)備和手段進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，總是遵循 “ 機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 ” ，故 A正確．火 力發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，能量轉(zhuǎn)化的過程為內(nèi)能 → 機(jī)械能 → 電能，因?yàn)閮?nèi)能 → 機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過程中會(huì) 對(duì)外放出熱量，故燃?xì)獾膬?nèi)能必然不能全部變?yōu)殡娔埽?C錯(cuò)誤．熱量從低溫物體傳遞到高溫物體不能自發(fā)進(jìn)行，必須借助外界的幫助，結(jié)果會(huì)帶來其他影響，這正是熱力學(xué)第二定律第一種 (克氏 )表述的主要思想，故 D正確．由電流熱效應(yīng)中的焦耳定律可知，電流的能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故 B錯(cuò)誤． ] 方法總結(jié) 熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等價(jià)的，都說明一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的．其中 “ 自動(dòng)地 ” 是指熱量從高溫物體 “ 自動(dòng)地 ” 傳給低溫物體的方向性，在傳遞過程中不會(huì)對(duì)其他物體引起變化或借助其他物體提供能量等的幫助． 5．見解析 解析 不 正確．在引起其他變化的情況下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，例如，電冰箱制冷時(shí)，通過壓縮機(jī)做功，把熱量從低溫區(qū) (冷藏食品處 )傳遞給了高溫區(qū) (大氣 )，但消耗了電能，外力對(duì)制冷劑做了功，這就是 “ 其他變化 ” ．而熱量從高溫物體傳到低溫物體是可自發(fā)進(jìn)行的，可以不帶來其他影響．這正是熱力學(xué)第二定律第一種表述的內(nèi)涵． 方法總結(jié) 準(zhǔn)確理解熱力第二定律很重要．根據(jù)熱力學(xué)第二定律的第一種 (克氏 )表述，要使熱傳遞反過來進(jìn)行，就要付出其他代價(jià)，引起其他變化 (如做功等 )． 6． CD [熱力學(xué)第二定律的微觀意義明確指出：一切自發(fā)過程 總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序程度增大的方向進(jìn)行，所以選項(xiàng) C、 D正確． ] 方法總結(jié) 正確理解有序和無序及其變化過程的方向是解題的關(guān)鍵． 7．見解析 解析 機(jī)械運(yùn)動(dòng)是宏觀情況下物體在空間位置上的變化，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化完全遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律所反映的因果關(guān)系，這是一種有序的運(yùn)動(dòng)．熱運(yùn)動(dòng)是大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)的一個(gè)宏觀狀態(tài)包含著大量的微觀狀態(tài)，這是一種無序的運(yùn)動(dòng)．機(jī)械運(yùn)動(dòng)向熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化，屬于從有序向無序的轉(zhuǎn)化，會(huì)導(dǎo)致熵的增加，符合熱力學(xué)的規(guī)律，因此機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．反之，熱運(yùn)動(dòng)向機(jī)械運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化，屬于從無序向 有序的轉(zhuǎn)化，即從高熵向低熵轉(zhuǎn)化，不符合熵增加原理，因此內(nèi)能不能自發(fā)的轉(zhuǎn)化為機(jī)械能． 方法總結(jié) 熵是描述系統(tǒng)無序程度的物理量，熵越大，無序程度越高，自然界的一切自發(fā)過程，總是朝著從有序向無序的方向轉(zhuǎn)化． 8． C [由于氣體始終通過汽缸與外界接觸，外界溫度不變，活塞桿與外界連接并使其緩慢地向右移動(dòng)過程中，有足夠時(shí)間進(jìn)行熱交換，氣體等溫膨脹，所以汽缸內(nèi)的氣體溫度不變，內(nèi)能也不變，該過程氣體是從單一熱源即外部環(huán)境吸收熱量，即全部用來對(duì)外做功才能保證內(nèi)能不變，但此過程不違反熱力學(xué)第二定律．此過程由外力對(duì)活塞做功來維持 ，如果沒有外力 F對(duì)活塞做功，此過程不可能發(fā)生． ] 方法總結(jié) 要正確理解 “ 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化 ” 它包含以下三層意思： (1)從單一熱源吸收熱量，一般來說只有部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的； (2)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能是自然的，可以全部轉(zhuǎn)化； (3)如果引起其他變化，可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功． 課后鞏固練 1． D [由于電阻的存在，電流通過電動(dòng)機(jī)一定發(fā)熱，電能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能， A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律知，熱機(jī)不可能將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能， B錯(cuò)誤； C項(xiàng)說法違背熱力學(xué)第二定律，因此錯(cuò)誤；由于能量耗散，能源的可利用率降低， D正確． ] 2． B [由熱力學(xué)第二定律可知， A錯(cuò)誤， B正確；由分子間作用力與分子間距的關(guān)系可知，C項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度升高時(shí)，物體中分子平均動(dòng)能增大，但并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，即并不是每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大，故 D項(xiàng)錯(cuò)誤． ] 3． D [根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化．在發(fā)生其他變化的前提下，熱
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