高中物理选修3-3检测：第十章热力学定律-5热力学第二定律的微观解释

第十章热力学定律

5 热力学第二定律的微观解释

A级抓基础

1．(多选)关于有序和无序宏观态和微观态，下列说法正确的是()

A．有序和无序是绝对的

B．一个“宏观态”可能对应着许多的“微观态”

C．一个“宏观态”只能对应着唯一的“微观态”

D．无序意味着各处一样、平均、没有差别

解析：因为无序是各处都一样、平均、没有差别，故D项正确；而有序和无序是相对的，故A项错误；而一个“宏观态”可能对应一个或多个“微观态”，所以B项正确，C项错误．

答案：BD

2．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

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．答案：A

3．(多选)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

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．答案：ABD

4．(多选)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

解析：一切自然过程总是从有序转化成无序，因此盆中的水是有序的，泼出去的水是无序的，故选项A、C正确．

答案：AC

5．一个物体在粗糙的平面上滑动，最后停止．系统的熵如何变

化？

解析：物体由于受到摩擦力而停止运动，其动能变为系统的内能，最后完全转化为内能．该过程增加了系统分子无规则运动的程度，使得无规则运动加强，也就是系统的无序程度增加了，所以系统的熵增加．

答案：增大

B级提能力

6．(多选)从微观角度看()

A．热力学第二定律是一个统计规律

B．与热现象有关的自然过程中，一个孤立系统总是从熵大的状态向熵小的状态发展

C．一个客观状态所对应的微观状态越多，越是无序，熵值越大D．出现概率越大的客观状态，熵值越大

解析：热力学第二定律是一个统计规律，A正确；由熵增原理知，B错误；熵值越大，对应的微观态越多，越是无序，C正确；出现概率越大的客观状态对应的微观态越多，分子热运动越无序，熵值越大，D正确．

答案：ACD

7．(多选)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

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和温度的降低，是外界因素的影响．

答案：BD

8．(多选)下列说法中正确的是()

A．随着高科技的不断发展，绝对零度是可以达到的

B．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行C．从单一热源吸取热量，并使之全部变成有用的机械功是不可能的

D．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体

解析：绝对零度是永远也达不到的，只能趋近，A错误；由热力学第二定律的微观意义可知B正确；由开尔文表述可知C错误；由克劳修斯表述可知D正确．

答案：BD

9．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是()

A．温度升高，分子的平均动能增大，每次碰撞对容器壁的作用力增大，压强一定增大

B．体积减小，单位体积内的分子数增多，气体的内能一定增大C．绝热压缩一定质量的理想气体时，外界对气体做功，内能增加，压强一定增大

D．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小解析：对于一定质量的理想气体温度升高，但如果气体体积增大，压强不一定增大，A错；体积减小，单位体积内的分子数增多，但如果对外放热，气体的内能可能减小，B错；孤立系统总是从熵小的状

态向熵大的状态发展，D错．只有C对．

答案：C

10．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，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．

答案：C