资源简介

4　热力学第二定律
基础过关练
题组一　热力学第二定律的理解
1.(多选题)(2026陕西西安期中)关于热力学第二定律的说法正确的是(　　)
A.热力学第二定律从宏观角度看,强调能量守恒,从微观角度看,强调统计规律
B.热量不能从低温物体传向高温物体
C.物体可以从单一热库吸收热量,使之完全变成功
D.在自发过程中,一个孤立系统的熵值不可能减少
2.(2026河北沧州月考)河北石家庄、邢台等地夏季常出现35 ℃以上高温天气。高温天气,家庭使用空调制冷时,下列说法正确的是(　　)
A.热量能够自发地从低温的室内传到高温的室外
B.电能全部转化为内能
C.将热量从低温的室内传到高温的室外,违背了热力学第二定律
D.需要压缩机做功,将热量从低温的室内传到高温的室外
题组二　热力学第二定律的应用
3.(创新题·新考法)(2025辽宁大连期中)某校中学生参加某电视台举办的《异想天开》节目,他们提出了下列四个设想方案,从理论上讲可行的是(　　)
A.制作一个装置从海水中吸收内能并全部用来做功而不产生其他影响
B.制作一种制冷设备,使温度降至绝对零度以下
C.在房屋顶盖上安装太阳能板,可以用太阳能来解决照明和热水问题
D.汽车尾气中的各类有害气体排入大气后严重污染了空气,想办法使它们自发地分离,既清洁了空气,又变废为宝
4.(2026山东青岛期中)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。
(1)请用文字叙述热力学第二定律的内容(写一条即可),并简要说明电冰箱的制冷过程是否违背热力学第二定律;
(2)室内气温为27 ℃,室内压强为p0,小明将半瓶水放进冰箱冷藏,冰箱内温度调至7 ℃,热力学温度T与摄氏温度t的关系为T=t+273 K,求第二天水瓶中气体的压强p1(不计气体体积的变化)。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.CD　热力学第一定律强调能量守恒,热力学第二定律从宏观角度看强调宏观自然过程的方向性,从微观角度看强调统计规律,A错误;根据热力学第二定律的克劳修斯表述,热量不能自发地从低温物体传向高温物体,但在外界做功的情况下热量可以从低温物体传向高温物体(易错点),B错误;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,但如果不要求“不产生其他影响”,例如理想气体等温膨胀过程,物体可以从单一热库吸收热量,使之完全变成功,C正确;根据熵增加原理,在自发过程中,一个孤立系统的熵值不可能减少,D正确。
方法技巧
　　理解热力学第二定律的实质,即自然界中进行的所有涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性,理解的关键在于“自发”和“不产生其他影响”。
2.D　根据热力学第二定律的克劳修斯表述,热量不能自发地从低温物体传到高温物体,A错误;空调制冷过程中,电能主要用于驱动压缩机做功,一部分电能转化为机械能,一部分电能转化为内能,B错误;空调制冷时,空调通过压缩机做功,将热量从低温的室内传到高温的室外,不违背热力学第二定律,C错误,D正确。
3.C　根据热力学第二定律知,在不产生其他影响时,内能不能全部转化为机械能(破题关键),因此从海水中吸收内能并全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的,A错误;绝对零度是温度的极值,使温度降至绝对零度以下是不可能的,B错误;在房屋顶盖上安装太阳能板,利用太阳能来解决照明和热水问题是可以实现的,C正确;根据热力学第二定律可知,一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,有害气体和空气不可能自发地分离,故D错误。
4.答案　(1)见解析　(2)p0
解析　(1)热力学第二定律的两种表述为: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;热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部,需要压缩机做功并消耗电能,即产生了其他影响,因此电冰箱制冷的过程并不违反热力学第二定律。
(2)不计气体体积的变化,根据查理定律可得=
其中T0=(27+273) K=300 K,T1=(7+273) K=280 K
解得p1=p0

展开更多......

收起↑