2022版新教材物理人教版选择性必修第三册基础训练：第三章第4节热力学第二定律含解析

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评价检测·素养提升

见学用 160 页

课堂检测

1.关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是 ( )

A. 热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能

不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的

B. 内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾

C. 两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别

D. 其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律

答案：

解析：热力学第一定律揭示了内能与其他形式能之间的转化关系，是能量守恒定律在热学

中的具体体现。热力学第二定律则进一步阐明了内能与其他形式能量转化时的方向性，二

者表述的角度不同，本质不同，相互补充，并不矛盾，故

、

项错误，

项正确；内能在

一定条件下可以全部转化为机械能，热量也可以由低温物体传递到高温物体，但是要引起

其他变化，如电冰箱制冷机工作需要消耗电能，故

项错误。

2.（2021 上海松江二中高二期中）下列说法中正确的是( )

A. 在一房间内，打开冰箱门，再接通电源，过一段时间后，室内温度就会降低

B. 从目前的理论看来，只要实验设备足够先进，可以使温度降低到

−273 ℃

C. 在对手机充电的过程中，提供的电能比电池得到的化学能要多

D. 机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化

答案：

解析：在房间内，打开一台冰箱的门，再接通电源，电流做功电能转化为内能，室内温度

会升高，故

项错误；

−273 ℃

是绝对零度，是不可能达到的，故

项错误；在对手机充

电的过程中，由于存在损耗，提供的电能比电池得到的化学能要多，故

项正确；机械能

可以自发地全部转化为内能，但不可能从单一热源吸收热量并将热量全部变为功，而不产

生其他影响，故

项错误。

3.（2021 辽宁大连高二期中）下列说法中正确的是( )

A. 自然界的能量的总和是守恒的，所以节约能源是毫无意义的

B. 电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置

C. 电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的

D. 能量耗散表明自然界的能量总和在不断减少

答案：

解析：自然界的能量的总和是不变的，但人类可以利用的能源是有限的，节约能源不仅能

使我们长久利用，并且可以减小由于常规能源在使用中带来的污染，节约能源对人类社会

的发展有很大的意义，故

项错误；电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势

能的装置，故

项错误；电能是通过电流做功来转化为其他形式的能，故

项正确；能量

耗散是针对一个系统（或一个物体）而言，能量在自然界中是守恒的，故

项错误。

4.用隔板将一绝热容器隔成

和

两部分，

中有一定质量的理想气体，

为真空（如图甲

所示），现把隔板抽去，

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

部分

答案：

解析：由分子动理论知，气体分子在永不停息地做无规则运动，故

项错误；由能量守恒

定律知，气体膨胀前后内能不变，又因一定质量的理想气体的内能只与温度有关，可知气

体的温度不变，故

项正确；由

T=C

，可知气体压强变小，故

项错误；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

部分，故

项错误。

素养视角

教材拓展

熵与熵增加原理

熵是反映一个系统无序程度的物理量，正如温度反映物体内分子平均动能的大小一样。

系统越混乱，无序程度越大，就称这个系统的熵越大。

系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展。也就是说，系统自发变化时，

总是由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行。从熵的意义上说，系统自发变化

时总是向着熵增大的趋势发展。所以，一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，

这就是熵增加原理，也就是热力学第二定律的另一种表述形式。

素养演练

1.（多选）对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有序的状态发展

答案：

;

解析：在孤立体系中发生的实际过程，其系统的总熵是增加的，它不可能减小，故

正确，

错误；根据熵增加原理可知，系统总是自发地从比较有序的状态向更无序的状态发展，

故

正确，

错误。

2.（多选）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：

;

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。

课时评价作业

见学用《作业本》129 页

基础达标练

1.下列关于能量耗散的说法错误的是( )

A. 能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律

B. 能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用

C. 各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的

D. 能量耗散导致能量品质降低

答案：

解析：能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收，遵守能量

守恒定律，但使得能量品质降低。

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

答案：

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。

3.（多选）下列哪些现象能够发生，并且不违背热力学第二定律的是( )

A. 一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热

B. 蒸汽机把蒸汽的内能全部转化为机械能

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