(新)高中物理第十章热力学定律第五节热力学第二定律的微观解释自我小测新人教版选修3-31

第五节热力学第二定律的微观解释

自我小测

1关于有序和无序下列说法正确的是( )

A．有序和无序不是绝对的

B．一个“宏观态”可能对应着许多的“微观态”

C．一个“宏观态”对应着唯一的“微观态”

D．无序意味着各处一样、平均、没有差别

2倒一杯热水，然后加入适当的糖后，糖会全部溶于水中，但一段时间后又观察到杯子底部有糖结晶，关于这个过程下列叙述正确的是( )

A．溶解过程是自发的，结晶过程也是自发的，因此热力学第二定律是错误的

B．溶解过程是有序向无序转变的过程

C．结晶过程是有序向无序转变的过程

D．结晶过程不是自发的，因为有外界的影响

3下列说法正确的是( )

A．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布，则B分布更无序

B．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布，则A分布更无序

C．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是可逆的

D．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是不可逆的

4下列关于熵的说法中正确的是( )

A．熵是系统内分子运动的无序性的量度

B．在任何自然过程中熵总是增加的

C．热力学第二定律也可以叫熵减小原理

D．熵值增大代表着越无序

5关于能量耗散的说法正确的是( )

A．能量的耗散说明能量不在守恒

B．能量耗散并不违背能量的转化和守恒定律

C．能量耗散能说明能量不能凭空创造，但可以凭空消失

D．能量耗散从能量的角度反映自然界的宏观过程具有方向性

6下列说法正确的是( )

A．机械能和内能之间的转化是可逆的

B．气体向真空中的膨胀是可逆的

C．如果一个宏观态对应的微观态比较多，就说明这个宏观态是比较有序的

D．如果一个宏观态对应的微观态比较多，就说明这个宏观态是比较无序的

7下列说法正确的是( )

A．一切自然的过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行

B．一切自然的过程总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进行

C．在任何自然过程中，一个孤立的系统的总熵一定不会增大

D．在任何自然过程中，一个孤立的系统的总熵可能会减小

8下列关于热现象的说法，正确的是( )

A．外界对物体做功，物体的内能一定增加

B．气体的温度升高，气体的压强一定增大

C．任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体

D．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能

9下列说法中正确的是( )

A．无论用什么方法都不能使一个物体损失内能而对外做功

B．不可能使一低温物体放出热量而使一高温物体吸收热量

C．不可能从单一热源吸取热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化

D．不可能使一个物体通过降低自己的温度来获得动能

10(2007海南高考)有以下说法：

A．气体的温度越高，分子的平均动能越大

B．即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速度是非常小的

C．对物体做功不可能使物体的温度升高

D．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关

E．一由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室。甲室中装有一定质量的温度为T的气体，乙室为真空，如图所示。提起隔板，让甲室中的气体进入乙室，若甲室中气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为T

F．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定律的

G．对于一定量的气体，当其温度降低时，速度大的分子数目减少，速率小的分子数目增加

H．从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的

其中正确的是________。

11(2008广东高考)(1)如图所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面，如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力________的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子间存在________作用。

(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象在物理学中称为______现象，是由于分子的________而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性的方向进行的。

12一定质量的气体被压缩，从而放出热量，其熵怎样变化？

13保持体积不变，将一个系统冷却，熵怎样变化？

14自然过程的方向性是从有序状态自发地转向无序状态。如何根据这种理论说明热传递和功改变内能的两种过程的不可逆性？

参考答案

1答案：ABD

2解析：若系统是封闭的，则不会出现结晶的过程，结晶是由于水分的蒸发，是外界因素的影响。

答案：BD

3答案：AD

4解析：如果过程是可逆的，则熵不变，如果过程是不可逆的，则熵增加。而是一切自然过程都是向着分子热运动的无序的方向进行。故ABD正确。

答案：ABD

5解析：能量耗散说明能量的转化过程中仍遵守能量的守恒定律，只是具有方向性，不可逆。

答案：BD

6解析：一个宏观态对应的微观态越多，说明这个宏观态是比较无序的，故D对。

答案：D

7答案：A

8答案：D

9答案：C

10答案：ABEG

11答案：(1)大引力(2)扩散无规则运动

12解析：气体被压缩过程中，体积减小，分子间的相对位置越来越确定，系统的无序程度越来越小，所以熵减小。

13解析：系统冷却，温度降低，系统内分子无规则运动减弱，所以熵减小了。

14解析：在热传递过程中，热量总是从高温物体自发地流向低温物体，直到两个物体的温度相同。初始状态，进行热传递的两个物体所组成的系统温度不同，这是比较不均匀的状态，也是比较有序的状态；末状态，系统的温度相同，是比较均匀的状态，也就是比较无序的状态，所以热传递的过程是从比较有序的状态向着比较无序的状态转化的。即向熵增加的方向转化的，是不可逆的。

同样，功改变内能的过程也是不可逆的，这种不可逆是指功(机械能)可以全部转化为内能，而内能却不能全部转化为机械能(功)。具有机械能的物体是比较有序的状态，随着功转变成内能，物体无序化的程度增加，这种从有序到无序的自发的转化过程，体现了自然过程的方向性，即熵增加的方向进行，所以不可逆。