《热力学第二定律的开尔文表述》热力学第二定律的开尔文表述

1单选题

根据热力学第二定律，下列判断不正确的是（　　）

热机中，燃气内能不可能全部变为机械能

电流的能不可能全部变为内能

在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能

在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体

题目答案

答案解析

分析：

本题考查热力学第二定律的内容：一种表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响．另一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．第二定律说明热的传导具有方向性．

解答：

解：A、热机中，燃气内能不可能全部变为机械能．故A正确．

B、电流的能可以全部变为内能，B错误；

C、火力发电机发电时，能量转化的过程为内能--机械能--电能，因为内能--机械能的转化过程中会对外放出热量．故燃气的内能必然不能全部变为电能，故C正确．

D、热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种表述的主要思想，故D正确．

本题选错误的，故选：B．

点评：

只有熟练掌握热力学第二定律的内容才能顺利解决本题，故一定要注意基本概念的积累．

2多选题

(多选)根据热力学第二定律，下列说法中正确的是（　　）

电流的电能不可能全部变成内能

在火力发电中，燃气的内能不可能全部变为电能

在热机中，燃气的内能不可能全部变为机械能

在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体

题目答案

BCD

答案解析

分析：

解答：

解：A、由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能．故A错误．

B、火力发电机发电时，能量转化的过程为内能--机械能--电能，因为内能--机械能的转化过程中会对外放出热量．故燃气的内能必然不能全部变为电能．B正确．

C、凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性．无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故C正确．

D、热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种表述的主要思想，故D正确．

故选BCD．

点评：

只有熟练掌握热力学第二定律的内容才能顺利解决本题，故一定要注意基本概念的积累．

3单选题

第二类永动机不可能制成，是因为（　　）

违背了能量守恒定律

热量总是从高温物体传递到低温物体

机械能不能全部转化为内能

内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化

题目答案

答案解析

分析：

热力学第二定律是热力学基本定律之一，内容为不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，根热力学第一定律分析内能的变化．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律．

解答：

解：根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功，而不引起其他变化；第二类永动机并不违反能量转化和守恒定律，不可能制成是因为违反了热力学第二定律，希望从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响．故D符合题意．

故选：D

点评：

本题综合考查对第二定律的几种说法的理解，这是热学部分中考查的重点内容之一，关键要多看课本，切实理解几种不同的说法的含义．基础题目．

4单选题

两种不同的金属丝组成一个回路，触点1插在热水中，触点2插在冷水中(如图所示)，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象，有关温差发电现象的说法中正确的是(　　)

因为该实验中热水减小的内能将全部转化为冷水的内能，所以热水的温度降低，冷水的温度升高

因为内能全部转化为电能，所以该实验中热水的温度降低，冷水的温度不变

该实验符合能量守恒定律，但违背了热力学第二定律

该实验中热水的部分内能要转化为电路的电能

题目答案

答案解析

分析：

本题考查热力学第二定律的内容：一种表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响．另一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．第二定律说明热的传导具有方向性．温差发电现象中内能并没有全部转化为电能．

解答：

解：A、电路中有电流产生对应的电能是由热水的部分内能转化来的，本实验中从热水中吸收热量，一部分消耗在电路中，一部分使冷水的温度升高，故AB错误

C、能量守恒定律是自然界中普遍存在的规律，该实验符合能量守恒定律，但并不违背热力学第二定律，故C错误

D、该实验中热水的部分内能要转化为电路的电能，故D正确

故选D．

点评：

只有熟练掌握热力学第二定律的内容才能顺利解决本题，故一定要注意基本概念的积累．

5单选题

如图中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接使缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是(　　)

气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律

气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律

气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律

A、B、C三种说法都不对

题目答案

答案解析

分析：

热力学第二定律的一种描述是：不可能从单一热源吸收热量全部用来对外做功，而不引起其它变化．因此是否违反热力学第二定律的关键是看是否引起其它变化．

解答：

解：A、气体等温膨胀，内能不变，从外界吸收的热量全部对外做功，但是这个过程中引起了其它变化，如有外力控制着活塞缓慢的移动，而非自动进行的，有“第三方”参与，不违背热力学第二定律，故A错误．

B、由A分析得，B错误．

C、由A分析得，C正确．

D、由A分析得，B错误．

故选：C

点评：

对于概念、规律的理解要深入，要理解其核心和关键部分，不能停留在表面．

6多选题

(多选)如图所示，导热性能良好的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中．气缸的内壁光滑，现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，如果环境温度保持恒温，则在此过程中，下列说法正确的是(　　)

每个气体分子的速率都不变

单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少

气体内能不变，从外界吸热，并对外界做功

气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律

题目答案

BCD

答案解析

分析：

封闭气体等温膨胀过程，温度是分子平均动能的标志且理想气体的内能只与温度有关，以活塞为研究对象根据受力平衡判断水平外力F的变化．

解答：

解：A、封闭气体等温膨胀过程，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，不是每个分子动能都不变，故A错误；

B、气体的体积增大，分子的密度减小，气体分子的平均速率不变．所以单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少．故B正确；

C、封闭气体等温膨胀过程，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，气体分子势能不计，故内能不变，根据热力学第一定律，从外界吸热，并对外界做功．故C正确；

D、气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程会引起其他的变化，所以不违反热力学第二定律，故D正确；

故选：BCD．

点评：

本题的突破口是：题目中说“导热”的气缸缸且环境保持恒温，即判断气体做等温变化，然后会根据热力学第一定律判断各种变化．分析时要抓住温度的意义：一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度是分子平均动能的标志．

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