热力学第二定律的微观解释 课时训练(含解析) (26)

10.5 热力学第二定律的微观解释作业
1．已知一个系统的两个宏观态甲、乙，及对应微观态的个数分别为较少、较多，则下列关于对两个宏观态的描述及过程自发的可能方向的说法中正确的是()
A．甲比较有序，乙比较无序，甲→乙
B．甲比较无序，乙比较有序，甲→乙
C．甲比较有序，乙比较无序，乙→甲
D．甲比较无序，乙比较有序，乙→甲
答案 A
解析一个宏观态对应微观态的多少标志了宏观态的无序程度，从中还可以推知系统自发的方向，微观态数目越多，表示越无序，一切自然过程总沿着无序性增大的方向进行，A对，B、C、D错．
2．下列说法中正确的是()
A．一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的
B．一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行
C．一切与热现象有关的宏观过程都是可逆的
D．一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动有序程度增大的方向进行
答案AB
3．用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空(如图甲所示)，现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器(如图乙所示)，这个过程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是()
A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动
B．自由膨胀前后，气体的压强不变
C．自由膨胀前后，气体的温度不变
D．容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部分
答案 C
解析由分子动理论知，气体分子的热运动是永不停息地做无规则运动，故选项A错误；由能量守恒定律知，气体膨胀前后内能不变，又因一定质量理想
气体的内能只与温度有关，所以气体的温度不变，故选项C正确；由pV
T＝常量，
所以气体压强变小，故选项B错误；由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界影响的情况下，容器中的气体不能自发地全部回到容器的A 部分，故选项D错误．
4．对“覆水难收”的叙述正确的是()
A．盛在盆中的水是一种宏观态，因盆子的因素，对应的微观态数目较少，较为有序
B．盛在盆中的水是一种宏观态，因盆子的因素，对应的微观态数目较多，较为无序
C．泼出的水是一种宏观态，因不受器具的限制，对应的微观态数目较多，较为无序
D．泼出的水是一种宏观态，因不受器具的限制，对应的微观态数目较少，较为有序
答案AC
5．下列关于晶体熔化的说法中正确的是()
A．在晶体熔化的过程中，温度不变，分子热运动的平均速率不变，则无序程度不变
B．晶体熔化时，由分子的平衡位置在空间较为规则排列，变为分子的平衡位置较为无序排列，则无序度增大
C．在晶体熔化的过程中，熵将保持不变
D．在晶体熔化的过程中，熵将增加
答案BD
解析在晶体熔化的过程中，分子的平衡位置由较有规则变为无规则，无序度增大，熵将增加，故B、D对．
6．如图所示，将一滴红墨水滴入一杯清水中，红墨水会逐渐扩散到整杯水
中，呈均匀分布状态，试说明这个过程中熵的变化情况．
答案在这个过程中系统的熵增加．扩散前，红墨水和清水区分分明，较有序；后，整杯水的颜色变得均匀后，打破了原的有序分布，无序程度增大．因此，扩散后系统的熵增加．
7．关于熵，下列说法中正确的是()
A．熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高
B．熵值越小，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高
C．熵值越大，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序
D．熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序
答案AD
8．下列关于气体在真空中的扩散规律的叙述中正确的是()
A．气体分子数越小，扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大B．气体分子数越大，扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大C．扩散到真空容器中的分子在整个容器中分布越均匀，其宏观态对应的微观态数目越大
D．气体向真空中扩散时，总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行答案ACD
解析由热力学第二定律的微观解释“一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大方向进行”和熵的概念可知，A、C、D正确．
9．关于孤立体系中发生的实际过程，下列说法中正确的是()
A．系统的总熵只能增大，不可能减小
B．系统的总熵可能增大，可能不变，还可能减小
C．系统逐渐从比较有序的状态向更无序的状态发展
D．系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展
答案AC
解析在孤立体系中发生的实际过程，其系统的总熵总是增加的，它不可能减小，故A正确、B错误；根据熵增加原理，该系统只能是从比较有序的状态向更无序的状态发展，故C正确、D错误．
10.下列关于熵的观点中正确的是()
A．熵越大，系统的无序度越大
B．对于一个不可逆绝热过程，其熵总不会减小
C．气体向真空扩散时，熵值减小
D．自然过程中熵总是增加的，是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多
答案ABD
解析熵是系统内分子运动无序性的量度，熵越大，其无序度越大，选项A 正确；一个不可逆绝热过程，其宏观状态对应微观态数目增大，其熵会增加，不会减小，选项B正确；气体向真空中扩散，无序度增大，熵值增大，选项C错误；自然过程中，无序程度较大的宏观态出现的概率大，因而通向无序的渠道多，选项D正确．。