4 热力学第二定律
课后篇巩固提升
基础巩固
1.(多选)根据热力学第二定律,下列说法中正确的是
A.不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功,而不引起其他变化
B.没有冷凝器,只有单一的热源,能将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
C.制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气而不引起其他变化 D.在火力发电中,燃气的内能不可能全部变成电能
解析热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性,A对;机械能和内能的转化过程具有方向性,机械能可以全部转化为内能,而内能要全部转化为机械能必须有外界的帮助,故B错;冰箱向外传递热量时消耗了电能,故C错;火力发电时,能量转化的过程为内能→机械能→电能,因为内能向机械能转化过程中会对外放出热量,故燃气的内能必然不会全部变为电能,故D对。 答案AD 2.(多选)关于空调机,下列说法正确的是( )
A.制冷空调机工作时,热量从低温物体传到高温物体 B.制暖空调机工作时,热量从高温物体传到低温物体
C.冷暖空调机工作时,热量既可以从低温物体传到高温物体,也可以从高温物体传到低温物体 D.冷暖空调机工作时,热量只能从低温物体传到高温物体
解析空调机工作时,热量可以从低温物体传到高温物体,因为这里有外界做功。 答案ABC 3.第二类永动机不可能制成的原因是( ) A.违背了能量守恒定律
B.热量总是从高温物体传递到低温物体 C.机械能不能全部转化为内能
D.内能不能全部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定律,但是却违背了热力学第二定律,故选项A错误;在引起其他变化的情况下,热量也可由低温物体非自发地传递到高温物体,选项B错误;机械能可以全部转化为内能,如物体克服摩擦力做功的过程,选项C错误。 答案D 4.(多选)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
1
( )
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
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 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定律 D.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
解析热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律,是能量守恒定律的具体表现,适用于所有的热学过程,故C项正确,D项错误;由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,除非有外界的影响或帮助,电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部,需要压缩机的帮助并消耗电能,故B项正确,A项错误。 答案BC 6.下列关于热现象的描述正确的是( ) A.根据热力学定律,热机的效率可能达到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.根据热力学第二定律可知,热量能够从高温物体传到低温物体,但不可能从低温物体传到高温物体 解析根据热力学定律,热机的效率不可能达到100%,故A错误;做功是通过能量转化的方式改变系统内能,热传递是通过能量转移的方式改变系统内能,实质不同,故B错误;达到热平衡的两系统温度相同,故C正确;由热力学第二定律知,热量能够自发地从高温物体传到低温物体,热量不可以自发地从低温物体传到高温物体,但在外界的影响下热量能从低温物体传到高温物体,故D错误。 答案C 7.热力学第二定律常见的表述方式有两种,其一: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;其二: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。第一种表述方式可以用图甲来表示,根据你对第二种表述的理解,如果也用类似的示意图来表示,你认为图乙示意图中正确的是( )
2
甲
乙
解析由题图甲可知,使热量由低温物体传递到高温物体必伴随着压缩机的做功,即引起其他变化;对于第二种方式,热机工作时,从高温物体吸收热量,只有一部分用来对外做功,转变为机械能,另一部分热量要排放给低温物体,故选项B正确,选项A、C、D错误。 答案B 8.下列说法正确的是( )
A.第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量不能凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到另一物体,或从一种形式转化为另一种形式 B.所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性 C.因为能量守恒,所以能源危机是不可能的 D.摩擦力做功的过程,必定有机械能转化为内能
解析第二类永动机是指只需从单一热源吸收热能便能永远对外做功的动力机械,虽然不违反能量守恒,但是违反了机械能和内能转化的方向性,故A错误;所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性,
3
2019高中物理配套课后习题4热力学第二定律
