《热力学第二定律的克劳修斯表述》热力学第二定律的克劳修斯表述

1单选题

关于能量转化与守恒的理解，下列说法中正确的是（　　）

凡是能量守恒的过程就一定会发生能量的转化

摩擦生热的过程是不可逆过程

空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性

由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机

题目答案

答案解析

分析：

(1)自然界的能量可以发生转移，也可以发生转化，在转移和转化过程中能总量不变．

(2)摩擦生热是不可逆的．

(3)热传递是有方向性的，热量一定从温度高的物体传向温度低的物体，或从温度高的部分传向温度低的部分．

(4)由于能量转移或转化是有方向性的，虽然能量守恒，但是还会产生能源危机．

解答：

解：A、凡是能量守恒的过程可能发生能量的转化，也可能发生能量的转移．不符合题意．

B、摩擦生热的过程是不可逆的．例如钻木取火，不能用火得到木头．符合题意．

C、热传递是有方向性的，热量一定从温度高的物体传向温度低的物体，或从温度高的部分传向温度低的部分．不符合题意．

D、由于能量转移或转化是有方向性的，虽然能量守恒，但是还会产生能源危机．不符合题意．

故选B．

点评：

掌握能量守恒定律：能不会创生，也不会消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能总量保持不变．

2单选题

如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热量交换．打开阀门K后，P中气体进入Q中，最终达到平衡．则(　　)

气体的体积膨胀，内能增加

气体分子势能减少，内能增加

气体分子动能增加，内能不变

Q中气体不可能自发地全部退回到P中去

题目答案

答案解析

分析：

(1)打开阀门后，不是真空，气体膨胀对外做功，出现了能量转化；如果是真空，没受到阻力，因此不存在克服阻力做功这一概念，也就有是说气体体积膨胀，对外不做功

(2)分子势能与分子的质量及分子间的相互作用力的大小有关；分子动能与分子的质量及分子的热运动速度有关．

(2)能量的转化和转移是有方向性的．

解答：

解：A、气体膨胀，Q内为真空，所以气体对外部做功，内能不变，故A错误；

B、气体膨胀，分子间距离增大，分子间的作用力减小，所以分子分子势能减少；气体膨胀，对外做功，将内能转化为机械能，所以气体的内能减小，故B错误；

C、气体膨胀，对外做功，将内能转化为机械能，所以气体的内能减小，温度降低，分子热运动变缓慢，所以分子动能也变小，故C错误；

D、能量的转化和转移是有方向性的，Q中的气体不可能自发的全部退回到P中，故D正确．

故选D．

点评：

解本题关键是要知道：气体膨胀，对外做功，将内能转化为机械能．

3多选题

(多选)如图所示，阀门K将绝热容器分成容枳相等的两部分P、Q，P中充满理想气体，Q内为真空，现打开阀门K，P中理想气体向Q中扩散，最终达到平衡，则气体(　　)

内能不变

压强不变

内能减少

温度不变

题目答案

答案解析

分析：

右侧为真空，气体自由膨胀做功“没有对象”，当然不做功．

根据热力学第一定律△U=W+Q判断气体内能的变化．

理想气体，内能由温度决定，内能不变，温度也就不变的．

对于气体来说，等温度变化，体积增大，压强就减小．

解答：

解：绝热容器Q内为真空，把阀门K打开，气体发生自由膨胀，气体不会受到阻力作用，膨胀过程不做功，即W=0，

由于容器绝热，气体与外界不能进行热传递，Q=0，由热力学第一定律：△U=W+Q可知，△U=0，

气体内能不变，由于理想气体内能由温度决定，气体内能不变，气体温度不变，故AD正确，C错误；

气体向右扩散过程中，体积V变大，气体温度T不变，由玻意耳定律可知，气体压强变小，故B错误；

故选：AD．

点评：

本题考查了热力学第一定律与玻意耳定律的应用，掌握热力学第一定律与玻意耳定律即可正确解题，解题时要知道理想气体内能的决定因素．

4多选题

(多选)关于一定量的气体，下列说法正确的是（　　）

气体从外界吸收热量，其内能一定增加

在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零

气体在等压膨胀的过程中温度一定升高

电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递

功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程

题目答案

CDE

答案解析

分析：

做功和热传递都可以改变内能，所以气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，外界对气体做功，其内能不一定增加，在完全失重的情况下，气体分子运动不停止．

解答：

解：A、根据热力学第一定律，做功和热传递都可以改变内能，所以气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，外界对气体做功，其内能不一定增加，A错误；

B、气体压强是由于气体分子频繁撞击器壁而产生的；完全失重时，气体对容器壁的压强仍然存在；故B错误；

C、气体在等压膨胀的过程中，由气体的状态方程可得，气体的温度升高，故C正确；

D、电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递；但不是自发进行的；故D正确；

E、功转变为热的实际宏观过程是不可逆的；故E正确；

故选：CDE

点评：

本题主要考查热力学第一定律和气体的状态方程；要求理解做功和热传递都可以改变内能才能正确解答；同时掌握理想气体状态方程的准确应用．

5单选题

关于热现象的描述正确的是（　　）

满足能量守恒定律的宏观过程都可以自发进行

做功和热传递都通过能量转化的方式改变系统内能

电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递

温度不同的两块金属接触，达热平衡后，它们具有相同的物理量是热量

题目答案

答案解析

分析：

满足能量守恒定律的宏观过程不一定是自发进行；做功通过能量转化的方式改变系统内能，热传递是能量转移的过程；电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递；温度不同的两块金属接触，达热平衡后，它们具有相同的物理量是温度．

解答：

解：A、满足能量守恒定律的宏观过程不一定是自发进行．故A错误；

B、做功通过能量转化的方式改变系统内能，热传递是能量转移的过程，两种方式改变内能的效果相同，本质不同．故B错误；

C、电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递．故C正确；

D、根据热平衡定律，温度不同的两块金属接触，达热平衡后，它们具有相同的物理量是温度．故D错误．

故选：C

点评：

该题考查了改变内能的方式和热力学第一定律、与热力学第二定律、热平衡定律，是一道综合题．

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