热力学第二定律1热力学定律表明自然界中与热现象有关的宏观过程

4 热力学第二定律

1.热力学定律表明自然界中与热现象有关的宏观过程( )

A.有的只遵守热力学第一定律

B.有的只遵守热力学第二定律

C.有的既不遵守热力学第一定律,也不遵守热力学第二定律

D.所有的都遵守热力学第一、第二定律

解析:热力学第一、第二定律是热力学的基本定律,对所有涉及热现象的宏观过程都成立,D项正确,A、B、C项错误。

答案:D

2.如图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,下列说法中正确的是( )

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:热力学第一定律适用于所有的热学过程,C项正确,D项错误;由热力学第二定律可知A项错误,B项正确。

答案:BC

3.(2014·大连高二检测)下列说法正确的是( )

A.机械能和内能的转化具有方向性

B.电能不可能全部转化为内能

C.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的

D.在火力发电机中燃气的内能不可能全部转化成电能

解析:凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,机械能可全部转化为内能,而内能不能全部转化为机械能,A、D正确;由电流热效应中的焦耳定律可知,电能可全部转化为内能,而内能不可能全部转化为电能,B错误;第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它违反热力学第二定律,是制造不出来的,C正确。

答案:ACD

4.下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是( )

A.大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动分开

B.将一滴红墨水滴入一杯清水中,会均匀扩散到整杯水中,经过一段时间,墨水和清水不会自动分开

C.冬季的夜晚,放在室外的物体随气温的降低,不会由内能自发地转化为机械能而动起来

D.随着节能减排措施的不断完善,最终也不会使汽车热机的效率达到100%

解析:热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律,A不属于热现象,A错;由热力学第二定律可知B、C、D正确。

答案:BCD

5.(2012·课标全国理综)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

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

6.

用两种不同的金属丝组成一个回路,接触点1插在热水中,接触点2插在冷水中,如图所示,电流计指针会发生偏转,这就是温差发电现象。关于这一现象的正确说法是( )

A.这一实验过程不违反热力学第二定律

B.在实验过程中,热水一定降温,冷水一定升温

C.在实验过程中,热水的内能全部转化成电能,电能则部分转化成冷水的内能

D.在实验过程中,热水的内能只有部分转化成电能,电能则全部转化成冷水的内能

解析:自然界中的任何现象或过程都不违背热力学定律,本实验现象也不违反热力学第二定律,A项正确;整个过程中能量守恒且热现象有方向性,B项正确;在绝热过程中,热水中的内能除转化为电能外,还升高金属丝的温度,内能不能全部转化为电能;电能除转化为冷水的内能外,还升高金属丝的温度,电能不能全部转化为冷水的内能,C、D项错误。

答案:AB

7.(2013·山东理综)下列关于热现象的描述正确的一项是( )

A.根据热力学定律,热机的效率可以达到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.物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的

解析:根据热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。可知热机的效率不可能达到100%,选项A错误。做功是内能与其他形式的能发生转化,而热传递是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移,所以选项B错误。温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量,故选项C正确。单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的,但从总体来看,大量分子的运动却有一定的规律,这种规律叫作统计规律,大量分子的集体行为受到统计规律的支配,故选项D错误。

答案:C

8.关于热机和永动机,下列说法中正确的是( )

A.效率为100%的热机是不可能制成的

B.笫二类永动机可以制成

C.不需要任何外力做功而可正常运行的制冷机是不可能制成的

D.能把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

解析:热机在工作过程中,必然向外排出热量,故热机效率小于100%,故A对;由热力学第二定律可得C对,B错;内能要全部转化为机械能,必须借助外界的帮助,因而一定会引起其他变化,故D错。

答案:AC

9.有人估算使地球上的海水降低0.1℃,就能放出5.8×1024 J的热量,这相当于1800个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量。假定整个海洋都具有同一温度,你能设计一种只靠吸收海水的热量推动轮船航行,而不需要燃料的机器吗?

解析:

这种靠吸收海水热量推动轮船航行的热机基本结构如图所示。设大气温度为t2,海水温度为t1,在不同的温差下,热机的工作情况不同。

当t2≥t1时,热机无法从海水中吸取热量对外做功,否则将需要一个用于放热的更低温的热源。