最新人教版高中物理选修1-2第二章《有序节无序和熵》
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高中人教版物理选修1-2 第二章第五节有序无序和熵同步测试一、单选题(共10题;共20分)1.下列说法中正确的是()A. 一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B. 一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实现的C. 由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D. 一切物理过程都不可能自发地进行2.下列各图中,属于内能转化为机械能的是()A. 两手相互摩擦能发热B. 水沸腾时蒸汽冲开壶盖C. 锯木头锯子发烫D. 压缩空气引火3.下列说法中不正确的是()A. 熵是物体内分子运动无序程度的量度B. 若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽,当保持温度不变向下缓慢压活塞时,水汽的质量减少,压强不变C. 多晶体具有规则的几何外形,物理性质具有各向异性D. 农民在干旱天气里锄松土壤是为了破坏土壤中的毛细管4.关于热传递的叙述,正确的是()A. 在自然条件下,只要不违背能量的转化和守恒定律,热传递的过程总是可逆的B. 在自然条件下,热传递过程是可逆的C. 在自然条件下,热量也可以从低温物体传给高温物体D. 在自然条件下,热量不可能从低温物体传给高温物体5.根据热力学第二定律,下列判断错误的是()A. 热机中,燃气内能不可能全部转化为机械能B. 一个物体的机械能不可能全部转化为内能C. 在火力发电机中,燃气的内能不可能全部转化为电能D. 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6.下列说法中正确的是()A. 热量可以自发地从低温物体传给高温物体B. 内能不能转化为动能C. 摩擦生热是动能向内能的转化D. 热机的效率最多可以达到100%7.关于热力学定律,下列说法不正确的是()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. 功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程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8.下列关于热学知识的说法正确的是()A. 在一个孤立系统中,一个自发过程中的熵总是向减少的方向进行B. 在使两个分子间的距离由很远(r>10﹣9m)减小到很难再靠近的过程中,分子间的作用力先减小后增大,分子势能不断增大C. 由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力D. 用油膜法测出油分子的直径后,要估算阿伏加德罗常数,只需再知道油的密度即可9.以下说法正确的有()A. 热量不能自发地从低温物体传给高温物体B. 物体的温度升高,表示物体中所有分子的动能都增大C. 电流通过电阻后电阻发热,它的内能增加是通过“热传递”方式实现的D. 晶体熔化时吸收热量,分子平均动能一定增大10.对热力学第二定律,下列理解正确的是()A. 自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B. 自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,是不可逆的C. 热量不可能由低温物体传递到高温物体D. 第二类永动机违背了能量守恒定律,因此不可能制成二、填空题(共5题;共7分)11.一切自发进行的与热现象有关的宏观过程,都具有方向性(自发过程是指没有外来干扰自然进行的过程),那么________,________等等热学现象具有方向性.12.设想在一间与外界绝热的房间里,有一台正在工作的电冰箱,如果电冰箱的门是开着的,那么室内温度将________.13.(两个温度不同的物体接触时,热量会自发地从高温物体传向低温物体,直到两者温度相等;一个温度处处相等的物体,不可能自发地变得一部分温度高,另一部分温度低.这一事实说明,一切自然过程总是沿着分子热运动的________的方向进行的.14.热力学第三定律的内容为:热力学零度________.摄氏温度为t=27℃相对应的热力学温度为T=________K .15.电冰箱工作时,能把箱内的热传到箱外,这________(选“违反”或“不违反”)热力学第二定律.三、解答题(共2题;共10分)16.1821年,德国物理学家塞贝克发现了一种怪现象:把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路,然后把铜铁丝的一个联接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温,另一个联接点放在火焰上加热,升到很高的温度时,发现灵敏电流计的指针发生了偏转,表明闭合电路中产生了电流,这就是温差发电现象.问:这一实验是否违反热力学第二定律?简述这一过程中能的转化情况.17.太阳能的特点是巨大、清洁、取之不尽.如图为箱式太阳灶示意图.分析这种太阳灶的原理.思考人类有可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能吗?答案解析部分一、单选题1.【答案】A【解析】【解答】解:A、根据热力学第二定律,一切自发进行的与热现象有关的宏观过程,都具有方向性.故A正确;B、一切自发进行的与热现象有关的宏观过程,都具有方向性,所以不违背能量守恒与转化定律的物理过程不一定都是可以实现的.故B错误;C、根据热力学第二定律,一切自发进行的与热现象有关的宏观过程,都具有方向性,而不是可以由热力学第二定律判断物理过程能否自发进行.故C错误;D、根据热力学第二定律,一部分物理过程可以自发进行的.故D错误.故选:A【分析】一切自发进行的与热现象有关的宏观过程,都具有方向性,扩散、热传递等现象具有方向性.2.【答案】B【解析】【解答】解:A、两手相互摩擦能发热,是摩擦生热,是机械能转化为内能.不符合题意.B、烧水时蒸气把壶盖顶起,是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能.符合题意.C、锯木头锯子发烫,是机械能转化为内能.不符合题意.D、压缩空气引火,一是压缩气体做功,机械能转化为内能,不符合题意.故选B【分析】(1)自然界的能量既不会消失,也不会创生,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.(2)生活中存在很多机械能和其他形式能的转化的现象.内燃机是内能转化为机械能;发电机是机械能转化为电能;电动机是电能转化为机械能;摩擦生热是机械能转化为内能等等.3.【答案】C【解析】【解答】A、熵(entRopy)指的是体系的混乱的程度,是物体内分子运动无序程度的量度.故A 正确;B、饱和水蒸气的压强与温度有,若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽,当保持温度不变向下缓慢压活塞时,压强不变,水汽的质量减少.故B正确;C、多晶体具有规则的几何外形,物理性质具有各向同性.故C错误;D、农民在干旱天气里锄松土壤是利用毛细现象,为了破坏土壤中的毛细管,来阻碍水分的蒸发.故D正确;故选:C【分析】熵是物体内分子运动无序程度的量度;饱和水蒸气的压强与温度有关,若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽,当保持温度不变向下缓慢压活塞时,水汽的质量减少,压强不变;多晶体具有规则的几何外形,物理性质具有各向同性;农民在干旱天气里锄松土壤是为了破坏土壤中的毛细管,来阻碍水分的蒸发;用油膜法测出油分子的直径后,要测定阿伏加德罗常数,只需再知道油的摩尔体积.4.【答案】D【解析】【解答】解:A、据热力学第二定律可知,自然界的热现象具有自发性,热传递过程中热量只会从高温物体自发的传给低温物体,不可能自发的传给高温物体,故AB错误;CD、热量可以自发的从高温物体传给低温物体,不可能自发的从低温物体传给高温物体,故C 错误,D正确.故选:D.【分析】首先知道自然界的热现象具有自发性,利用热力学第二定律解释,热传递过程中热量只会从高温物体自发的传给低温物体,不可能自发的传给高温物体.5.【答案】B【解析】【解答】解:A、由热力学第二定律知热机的效率不可能达到100%,则热机中,燃气内能不可能全部变为机械能.故A正确.B、物体机械能能全部转化为内能,故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.【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.6.【答案】C【解析】【解答】解:A、根据热力学第二定律可知,热量不可以自发地从低温物体传给高温物体.故A 错误;B、根据能量转化的特点可知,内能在一定的条件下能转化为动能.故B错误;C、根据能量转化的方向可知,摩擦生热是动能向内能的转化.故C正确;D、根据热力学第二定律可知,热机的效率不可能达到100%.故D错误.故选:C【分析】热力学第二定律为:热量能自发地从高温物体传到低温物体,但不会由低温物体自发地传到高温物体而不引起其他变化.热的传导与转化具有方向性.7.【答案】D【解析】【解答】解:A、做功和热传递是改变物体内能的两种方法,由热力学第一定律知:为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量,故A正确;B、热力学第二定律的实质:一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的,根据热力学第二定律,可知,功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程,故B正确;C、在外界的影响下,可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,故C正确;D、根据热力学第二定律,知不可能使热量自发地从低温物体传向高温物体,但在外界的作用下,能使热量从低温物体传向高温物体,比如电冰箱,故D不正确.本题选不正确的,故选:D【分析】在热力学中,系统发生变化时,内能的变化为△U=Q+W;不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化.结合热力学第一定律和第二定律分析.8.【答案】C【解析】【解答】A、在一个孤立系统中,一个自发过程中的熵总是向增加的方向进行,故A错误;B、在使两个分子间的距离由很远(r>10﹣9m)减小到很难再靠近的过程中,分子力先是引力后是斥力,分子间的作用力先增加后减小,然后再增大,分子力先做正功后做负功,分子势能先减小后增大,故B错误;C、由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力,故C正确;D、用油膜法测出油分子的直径后,要估算阿伏加德罗常数,只需再知道油的摩尔体积即可,故D错误;故选:C.【分析】在使两个分子间的距离由很远(r>10﹣9m)减小到很难再靠近的过程中,分子间的作用力先增加后减小,分子力先是引力后是斥力,分子力先做正功后做负功,分子势能先减小后增大,用油膜法测出油分子的直径后,要估算阿伏加德罗常数,只需再知道油的摩尔体积即可.9.【答案】A【解析】【解答】解:A、根据热力学第二定律,热量不能自发地从低温物体传给高温物体,故A正确;B、温度是分子的平均动能的标志,是大量分子运动的统计规律,物体的温度升高,表示物体分子的平均动能增大,并不是所有分子的动能都增大,故B错误;C、电流通过电阻后电阻发热,它的内能增加是通过做功方式实现的,故C错误;D、晶体熔化时吸收热量,温度不一定升高,分子平均动能不一定增大,故D错误;故选:A.【分析】温度是分子平均动能的标志,热量不能自发地从低温物体传给高温物体,改变内能的方式有做功和热传递,晶体熔化时吸收热量,温度不一定升高.10.【答案】B【解析】【解答】解:A、自然界进行的一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的,A错误;B、自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,是不可逆的,B正确;C、热量可能由低温物体传递到高温物体,比如冰箱,C错误;D、第二类永动机违背了热力学第二定律,D错误;故选:B【分析】自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,是不可逆的,热量可能由低温物体传递到高温物体,但要产生其它影响,第二类永动机不违背能量守恒,违背了热力学第二定律.二、填空题11.【答案】扩散;热传递【解析】【解答】扩散、热传递等现象与温度有关,是与热现象有关的宏观过程,具有方向性.故答案为:扩散、热传递【分析】一切自发进行的与热现象有关的宏观过程,都具有方向性,扩散、热传递等现象具有方向性.12.【答案】升高【解析】【解答】电冰箱工作时,氟利昂(或其它物质)在冷藏室和冷冻室内汽化吸热,然后在冷凝管内液化放热;冰箱后面的冷凝管温度比较高,把热量传给空气,冷凝管放出的热量大于冷藏室和冷冻室吸收的热量.故室内温度将升高.故答案为:升高.【分析】电冰箱工作过程是氟利昂(或其它物质)不断的汽化和液化的过程,将热由冰箱内搬运到冰箱外.13.【答案】无序性增大【解析】【解答】一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,任何自然过程一定总是沿着熵增加的方向进行的,即切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的.故答案为:无序性增大.【分析】一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,任何自然过程一定总是沿着熵增加的方向进行的.14.【答案】是宇宙所能无限接近的绝对零度,此温度不可达到;300.15【解析】【解答】热力学第三定律的内容为:热力学温度的零度是宇宙所能无限接近的绝对零度,此温度不可达到,为﹣273.15℃;摄氏温度为t=27℃相对应的热力学温度为T=273.15+27=300.15K;故答案为:是宇宙所能无限接近的绝对零度,此温度不可达到;300.15【分析】根据热力学第三定律的内容和热力学温标与摄氏温标的概念与区别,便可解答此题,两者大小关系为T=273.15(K)+t15.【答案】不违反【解析】【解答】在冰箱制冷中是因为压缩机消耗了电能,从而能使冰箱源源不断地向外界散热,不违反热力学第二定律.故答案为:不违反【分析】在冰箱制冷中是因为压缩机消耗了电能,从而能使冰箱源源不断地向外界散热,而不是自发地向外界散热三、解答题16.【答案】解:不违反,内能不可能全部转化为电能,而不产生其他影响;产生的电能是被火焰加热的铜铁丝内能转化而来,其内能一部分转化为电能,一部分传递给冰水.故答案为:不违反;内能一部分转化为电能,一部分传递给冰水.【解析】【解答】【分析】灵敏电流计有读数说明产生了电能,金属是热的优良传导体,根据能量守恒定律分析.17.【答案】太阳灶吸收太阳能转化为水的内能,人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能,因为违反了热力学第二定律.【解析】【解答】黑色涂层吸收太阳辐射,使得太阳能转化为水的内能,使箱体内的水温上升.人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能,热力学第二定律告诉我们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.所以违反了热力学第二定律.答:太阳灶吸收太阳能转化为水的内能,人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能,因为违反了热力学第二定律.【分析】热力学第二定律告诉我们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.。
高中物理目录新课标教材•必修1第一章运动的描述1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3 运动快慢的描述──速度4 实验:用打点计时器测速度5 速度变化快慢的描述──加速度第二章匀变速直线运动的研究1 实验:探究小车速度随时间变化的规律2 匀变速直线运动的速度与时间的关系3 匀变速直线运动的位移与时间的关系4 自由落体运动5 伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1 重力基本相互作用2 弹力3 摩擦力3 摩擦力4 力的合成5 力的分解第四章牛顿运动定律1 牛顿第一定律2 实验:探究加速度与力、质量的关系3 牛顿第二定律4 力学单位制5 牛顿第三定律6 用牛顿定律解决问题(一)7 用牛顿定律解决问题(二)高中物理目录新课标教材•必修2第五章机械能及其守恒定律1 追寻守恒量2 功3 功率4 重力势能5 探究弹性势能的表达式6 探究功与物体速度变化的关系7 动能和动能定理8 机械能守恒定律9 实验:验证机械能守恒定律10 能量守恒定律与能源第六章曲线运动1 曲线运动2 运动的合成与分解3 探究平抛运动的规律4 抛体运动的规律5 圆周运动6 向心加速度7 向心力8 生活中的圆周运动第七章万有引力与航天1 行星的运动2 太阳与行星间的引力3 万有引力定律4 万有引力理论的成就5 宇宙航行6 经典力学的局限性高中物理目录新课标教材•选修1-1 第一章电流1、电荷库仑定律2、电场3、生活中的静电现象4、电流和电源5、电流的热效应第二章磁场1、指南针与远洋航海2、电流的磁场3、磁场对通电导线的作用4、磁声对运动电荷的作用5、磁性材料第三章电磁感应1、电磁感应现象2、法拉第电磁感应定律3、交变电流4、变压器5、高压输电6、自感现象涡流7、课题研究:电在我家中第四章电磁波及其应用1、电磁波的发现2、电磁光谱3、电磁波的发射和接收4、信息化社会5、课题研究:社会生活中的电磁波高中物理目录新课标教材•选修1-2 第一章分子动理论内能1、分子及其热运动2、物体的内能3、固体和液体4、气体第二章能量的守恒与耗散1、能量守恒定律2、热力学第一定律3、热机的工作原理4、热力学第二定律5、有序、无序和熵6、课题研究:家庭中的热机第三章核能1、放射性的发现2、原子核的结构3、放射性的衰变4、裂变和聚变5、核能的利用第四章能源的开发与利用1、热机的发展和应用2、电力和电信的发展与应用3、新能源的开发4、能源与可持续发展5、课题研究:太阳能综合利用的研究高中物理目录新课标教材•选修2-1 第一章电场直流电路1、电场2、电源3、多用电表4、闭合电路的欧姆定律5、电容器第二章磁场1、磁场磁性材料2、安培力与磁电式仪表3、洛伦兹力和显像管第三章电磁感应1、电磁感应现象2、感应电动势3、电磁感应现象在技术中的应用第四章交变电流电机1、交变电流的产生和描述2、变压器3、三相交变电流第五章电磁波通信技术1、电磁场电磁波2、无线电波的发射、接收和传播3、电视移动电话4、电磁波谱第六章集成电路传感器1、晶体管2、集成电路3、电子计算机4、传感器高中物理目录新课标教材•选修2-2 第一章物体的平衡1、共点力平衡条件的应用2、平动和传动3、力矩和力偶4、力矩的平衡条件5、刚体平衡的条件6、物体平衡的稳定性第二章材料与结构1、物体的形变2、弹性形变与范性形变3、常见承重结构第三章机械与传动装置1、常见的传动装置2、能自锁的传动装置3、液压传动4、常用机构5、机械第四章热机1、热机原理热机效率2、活塞式内燃机3、蒸汽轮机燃气轮机4、喷气发动机第五章制冷机1、制冷机的原理2、电冰箱3、空调器高中物理目录新课标教材•选修2-3 第一章光的折射1、光的折射折射率2、全反射光导纤维3、棱镜和透镜4、透镜成像规律5、透镜成像公式第二章常用光学仪器1、眼睛2、显微镜和望远镜。
人教版物理高二选修1-2第二章第五节有序、无序和熵同步训练(I)卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共16题;共34分)1. (2分)能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃,它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一.下列说法正确的是()A . 因为能量守恒,所以不需要节约能源B . 因为能量不会消失,所以不可能有能源危机C . 不同形式的能量之间可以相互转化D . 能量可以被消灭,也可以被创生2. (2分)(2020·东城模拟) 下列说法正确的是()A . 气体的温度升高,每个气体分子的运动速率都会增大B . 从微观角度讲,气体压强只与气体分子的密集程度有关C . 当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大D . 若一定质量的气体膨胀对外做功50 J,则内能一定减少50 J3. (2分) (2020高二下·防城港月考) 第一类永动机不可以制成,是因为()A . 违背了能量守恒定律B . 热量总是从高温物体传递到低温物体C . 机械能不能全部转变为内能D . 内能不能全部转化为机械能,同时不引起其他变化4. (2分)关于热学现象和规律,下列说法中正确的是()A . 布朗运动就是液体分子的热运动B . 达到热平衡的两个物体具有相同的热量C . 第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律D . 水不容易被压缩说明分子间存在分子力5. (2分) (2017高二下·呼图壁期末) 有关厨房中的一些物理知识,下列对应正确的是()A . 打开醋瓶能闻到酸味﹣﹣分子做无规则运动B . 用高压锅煮饭﹣﹣利用降低气压,提高水的沸点C . 打开锅盖看到“白气”﹣﹣汽化现象D . 用煤气灶烧开水﹣﹣利用做功改变物体内能6. (2分)在一个绝热汽缸里有一定质量的理想气体,若因气体膨胀,活塞把重物逐渐举高,则在这个过程中,汽缸中的气体()A . 温度升高B . 温度降低C . 内能增加D . 内能不变7. (2分)下列说法正确的是()A . 布朗运动就是液体分子的无规则运动B . 空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,水蒸发越快C . 热量能自发地从低温物体传给高温物体D . 利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能是可能的8. (3分)(2017·乌鲁木齐模拟) 下列说法正确的是()A . 温度是分子动能的标志B . 扩散现象是化学反应的结果,不受外界作用的影响C . 能量不能自发地从低温物体传到高温物体D . 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E . 一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和9. (2分) (2020高二下·房山期末) 用活塞压缩汽缸里的空气,对汽缸里的空气做了1000J的功,同时汽缸向外散热200J,则汽缸内的气体的内能改变了()A . -1200JB . -800JC . 800JD . 1200J10. (2分) (2020高二下·北京期末) 下列说法正确的是()A . 分子间的引力总是大于斥力B . 分子间同时存在引力和斥力C . 布朗运动就是液体分子的无规则运动D . 液体中悬浮微粒越大,布朗运动越显著11. (3分)(2016·九江模拟) 下列有关热现象的说法正确的是()A . 分子力随分子间距离增大而增大B . 没有摩擦的理想热机也不可能把吸收的能量全部转化为机械能C . 已知某物质的摩尔质量和密度,可求出阿伏加德罗常数D . 内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同E . 瓶中充满某理想气体,且瓶内压强高于外界压强,在缓慢漏气过程中内外气体的温度均不发生改变.则瓶内气体在吸收热量且分子平均动能不变12. (2分) (2017高二下·高青期中) 关于扩散现象和布朗运动,下列说法中不正确的是()A . 扩散现象说明分子之间存在空隙,同时也说明了分子在永不停息地做无规则运动B . 布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动C . 温度越高,布朗运动越显著D . 扩散现象和布朗运动的实质都是分子的无规则运动的反映13. (2分)下列说法中正确的是()A . 随着科学技术的发展,制冷机的制冷温度可以降到﹣280℃B . 随着科学技术的发展,热量可以从低温物体传到高温物体C . 随着科学技术的发展,热机的效率可以达到100%D . 无论科技怎样发展,第二类永动机可能实现14. (2分)崔牛先生向客户推介他设计的“超级推进器”,该推进器由超导体、激光器、致冷剂以及计算机控制系统组成,其神奇之处在于能通过自身的循环工作,源源不断地获得动力,而不需要消耗任何能源.事实上,这是不可能实现的,因为他的设计违反了()A . 能量守恒定律B . 电荷守恒定律C . 机械能守恒定律D . 质量守恒定律15. (2分) (2020高二下·珠海期中) 关于热力学定律,下列说法正确的是()A . 机械能可以全部转化为内能,内能也可以全部用来做功转化成机械能B . 第一类永动机违背能量守恒定律,第二类永动机不违背能量守恒定律,随着科技的进步和发展,第二类永动机可以制造出来C . 凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量只能从高温物体传递给低温物体,而不能从低温物体传递给高温物体D . 不可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功16. (2分)下列说法正确的是()A . 布朗运动就是液体分子的无规则运动B . 当两分子间距离增大时,分子力一定减小而分子势能一定增加C . 热量不会自动地从低温物体传给高温物体而不引起其他变化D . 夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁,此过程中瓶内空气(可看成理想气体)的内能减小,外界对其做功同时向外吸热二、填空题 (共2题;共3分)17. (1分)电冰箱工作时,能把箱内的热传到箱外,这________(选“违反”或“不违反”)热力学第二定律.18. (2分)根据热力学定律和分子动理论,可知理想气体在温度升高时,内能________(填:不变、增大、减小);第二类永动机不可能制成的主要原因是违背了________.参考答案一、选择题 (共16题;共34分)答案:1-1、考点:解析:答案:2-1、考点:解析:答案:3-1、考点:解析:答案:4-1、考点:解析:答案:5-1、考点:解析:答案:6-1、考点:解析:答案:7-1、考点:解析:答案:8-1、考点:解析:答案:9-1、考点:解析:答案:10-1、考点:解析:答案:11-1、考点:解析:答案:12-1、考点:解析:答案:13-1、考点:解析:答案:14-1、考点:解析:答案:15-1、考点:解析:答案:16-1、考点:解析:二、填空题 (共2题;共3分)答案:17-1、考点:解析:答案:18-1、考点:解析:。
山东省人教版物理高二选修1-2第二章第五节有序、无序和熵同步训练姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共16题;共34分)1. (2分)关于永动机和热力学定律的讨论,系列叙述正确的是()A . 第二类永动机违反能量守恒定律B . 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体C . 对某物体做功,物体的内能必定增加D . 可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功2. (2分)下列说法中正确的是()A . 热量不可能由低温物体传递到高温物体B . 热量不可能由内能少的物体传递到内能多的物体C . 自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性D . 第二类永动机违背了能量守恒定律因此不可能制成3. (2分)关于空气湿度和热力学定律,下列说法正确的是()A . 热量可能会自发地从低温物体传向高温物体B . 功转变为热的实际宏观过程是可逆过程C . 空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的质量表示D . 无论、在冬季还是在夏季,当人们的皮肤感到干燥时,空气相对湿度一定较小4. (2分) (2019高二下·泰州期末) 关于下列实验及现象的说法正确的是()A . 图甲说明蜂蜡是晶体B . 图乙说明气体速率分布随温度变化,且T1>T2C . 图丙说明气体压强的大小只与分子的密集程度有关D . 图丁中水黾能停在水面上是因为水的表面张力作用的缘故5. (2分)下列说法正确的是()A . 布朗运动就是液体分子的无规则运动B . 当两分子间距离增大时,分子力一定减小而分子势能一定增加C . 热量不会自动地从低温物体传给高温物体而不引起其他变化D . 夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁,此过程中瓶内空气(可看成理想气体)的内能减小,外界对其做功同时向外吸热6. (2分)下列说法中正确的是()A . 速率小的分子温度低B . 一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程,则外界对气体做功,气体分子的平均动能增大C . 热传导、摩擦生热等热现象是不可逆的D . 热机中燃气的内能可以全部转化为机械能7. (2分)以下说法正确的是()A . 布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动B . 从平衡位置开始增大分子间距离,分子间的引力将增大、斥力将减小C . 对大量事实的分析表明:热力学零度不可能达到D . 热量只能由高温物体传递给低温物体8. (3分)(2017·临川模拟) 以下说法正确的是()A . 大量分子做无规则运动,速率有大有小,但是分子的速率按“中间少,两头多”的规律分布B . 一定质量的理想气体,温度升高时,分子平均动能增大,气体的压强不一定增大C . 由于液体表面层分子间平均距离大于液体内部分子间平均距离,液体表面存在张力D . 空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和气压,水蒸发越快E . 用油膜法测出油分子的直径后,要测定阿伏伽德罗常数,只需要再知道油的摩尔体积即可9. (2分)以下说法正确的有()A . 热量不能自发地从低温物体传给高温物体B . 物体的温度升高,表示物体中所有分子的动能都增大C . 电流通过电阻后电阻发热,它的内能增加是通过“热传递”方式实现的D . 晶体熔化时吸收热量,分子平均动能一定增大10. (2分)关于固体分子间的相互作用力,下列说法正确的是()A . 固体被压缩时,分子间引力为零,只存在斥力B . 固体被拉伸时,分子间斥力为零,只存在引力C . 固体不受外力作用时,分子间引力、斥力均为零D . 固体分子间的引力和斥力总是同时存在的11. (3分)(2017·太原模拟) 下列说法中正确的是()A . 对任何宏观自然过程进行方向的说明都可以作为热力学第二定律的表述B . 做功使系统状态通过绝热过程发生变化,做功的数量只由过程始末两个状态决定,而与做功的方式无关C . 在一定温度下饱和气体的分子数密度随体积增大而减小,因此饱和气压也随体积增大而减小D . 各种晶体的微观结构中,其原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列,具有空间上的周期性E . 从微观角度来看,气体压强的大小跟两个因素有关:一个是气体分子的平均速率,一个是分子数平均密度12. (2分)下列有关热现象的叙述,正确的是()A . 布朗运动是指悬浮在液体中花粉分子的无规则热运动B . 随着分子间距离的增大,若分子间的相互作用力先增大后减小,此时分子间的作用力一定是引力C . 第二类永动机没有违反能量守恒定律,但违反了热力学第一定律D . 一定质量的理想气体在等温变化时,其内能一定变化13. (2分)能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃,它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一.下列说法正确的是()A . 因为能量守恒,所以不需要节约能源B . 因为能量不会消失,所以不可能有能源危机C . 不同形式的能量之间可以相互转化D . 能量可以被消灭,也可以被创生14. (2分)崔牛先生向客户推介他设计的“超级推进器”,该推进器由超导体、激光器、致冷剂以及计算机控制系统组成,其神奇之处在于能通过自身的循环工作,源源不断地获得动力,而不需要消耗任何能源.事实上,这是不可能实现的,因为他的设计违反了()A . 能量守恒定律B . 电荷守恒定律C . 机械能守恒定律D . 质量守恒定律15. (2分)下列说法中正确的是()A . 一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B . 一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实现的C . 由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D . 一切物理过程都不可能自发地进行16. (2分)关于分子动理论和热力学定律,下列说法中正确的是()A . 空气相对湿度越大时,水蒸发越快B . 物体的温度越高,分子平均动能越小C . 第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律D . 对一定质量的气体在等容加热,气体压强将增大二、填空题 (共2题;共5分)17. (3分)一个铜块和一个铁块质量相同,铜块的温度T1比铁块的温度T2高,则铜块中包含的分子个数比铁块中包含的分子个数________(填“多”或“少”),铜块中分子热运动的平均动能比铁块中分子的平均动能________(填“大”或“小”),当它们接触在一起时,如果不和外界交换能量,当达到热平衡时,两者的________相等.18. (2分)汽车内燃机汽缸内汽油燃烧时,气体体积膨胀推动活塞对外做功.已知在某次对外做功的冲程中,汽油燃烧释放的化学能为1×103J,因尾气排放、汽缸发热等对外散失的热量为8.0×102J,该内燃机的效率为________.随着科技的进步,可设法减少热量的损失.则内燃机的效率能不断提高.其效率________(选填“有可能”或“仍不可能”)达到100%.参考答案一、选择题 (共16题;共34分)1-1、2-1、3-1、4-1、5-1、6-1、7-1、8-1、9-1、10-1、11-1、12-1、13-1、14-1、15-1、16-1、二、填空题 (共2题;共5分) 17-1、18-1、。
五、有序、无序和熵-人教版选修1-2教案1. 学习目标本节课程的学习目标是:1.了解熵的基本概念;2.掌握如何计算熵的方法;3.理解有序和无序的概念,以及它们与熵的关系;4.能够运用熵的概念解释物质变化和自然现象。
2. 学习重点本节课程的学习重点是:1.熵的概念和计算方法;2.有序、无序的概念及其在化学、物理、生态等领域的应用。
3. 学习难点本节课程的学习难点是:1.熵的概念和计算方法;2.熵的应用,尤其是在自然现象和生态系统中的应用。
4. 学习内容4.1 熵的概念1.熵的定义在热力学中,熵是一个重要的物理量。
它表示了一个系统中的无序程度。
熵越高,系统越无序。
2.熵的单位熵的单位是焦耳/开尔文(J/K)。
4.2 熵的计算方法1.熵的计算公式熵可以通过以下公式计算:$$S = k\\ln{W}$$其中,S表示熵,k表示玻尔兹曼常数,W表示系统的微观状态数。
2.熵变的计算公式如果一个系统发生了变化,那么它的熵也会相应地发生变化。
熵变可以通过以下公式计算:$$\\Delta S= S_{\\mathrm{final}} - S_{\\mathrm{initial}}$$其中,$\\Delta S$表示熵变,$S_{\\mathrm{final}}$和$S_{\\mathrm{initial}}$分别表示系统在变化前后的熵。
4.3 有序和无序的概念1.有序和无序的定义在熵的概念中,有序通常指的是一个系统的元素、粒子、分子或者结构遵循一定的规则或者排列方式。
无序则相反。
2.有序、无序和熵的关系有序和无序的程度会影响一个系统的熵。
一般来说,有序的结构或排列方式会让系统的熵更低,而无序的结构或排列方式会让系统的熵更高。
4.4 熵的应用1.熵与物质变化在物质变化的过程中,熵常常发生变化。
例如,化学反应中的熵变可以影响反应的进程。
在火箭发动机燃烧时,熵的变化也会影响火箭的推进力。
2.熵与自然现象自然界中的一些现象也可以通过熵的概念来解释。
五、有序、无序和熵教学建议讲授“能量的耗散与退化”这一部分内容时,建议适当增加一些分析实例,帮助学生认识系统内能在能量转化中只能部分地用于做功的特点,了解可利用能量与不可利用能量的区别,使他们明白任何能源利用过程都必然导致能量的“贬值”,因而应节约能源。
对于熵,借用克劳修斯的研究结果,以直接引入方式,说明熵可以用来表示(孤立)系统的能量耗散和退化的程度,进而很自然地过渡到用熵来描述宏观的不可逆过程,给出熵增加原理的表述,然后再对熵及熵增加原理作必要的解释,进而把对熵概念的更深入认识放在“有序向无序的转化”部分进行。
这种处理既简洁通俗,又不失科学性。
资源参考熵与生命热力学第二定律的原理是:热量从高温物体传向低温物体,但总能量守恒,且不断减少做功能力。
在一个热力学系统中,系统热效率越高,能量转换为有用功的能越多。
但无论怎样改进热机,也永远无法达到热、功之间的完全转换,因为在转换中能量的耗散是无法避免的。
为了表述热机系统能量转换为有用功程度的大小,克劳修斯为第二定律引入了一个新概念——“熵”。
熵的原意是转变,在数学上它是热机系统状态的函数,熵小意味着一个系统热量转变为有用功的程度高,熵大则表示转变程度低,这就区分出了有用的能量交换与不可逆地耗散掉的能量的关系。
热力学第二定律的意义很快超出物理领域。
通过熵的数学表述,在一个热力学系统中,熵增指热能量耗散增加,意味着内能在做功过程中部分向系统环境耗散了。
这个过程是不可逆的,因此熵只能是正或为零。
这样,熵增就表示着热力学系统内部有一种不可逆的过程。
克劳修斯1865年的第二定律的宇宙论推论:“宇宙的能量是常量;宇宙的熵趋于最大”,即所谓的“宇宙热寂说”,引起了极大争议。
但现代宇宙大爆炸说已经证明,宇宙是有自身时间的箭,因而是有一个从生到死的生命演化过程的。
这样,人类在追求宇宙和自身的永恒中,通过热力学语言,很不情愿地发现了与我们人类的生命感觉相一致的、正如古代哲人孔子所述的“逝者如斯夫”那样的宇宙事实:时间并不是幻觉,而是物体有方向的变化过程;时间具有方向性,是不可逆的,无论是宇宙还是我们人类,只能从生到死,而不可倒逆。
五、有序、无序和熵
1.知道在涉及热现象的宏观过程中的能量耗散与退化现象。
2.初步了解熵增加原理的物理意义,知道在自然界的自发过程中,系统的无序程度总是不断地增加。
3.能用热力学第二定律或熵增加原理解释身边一些简单的现象。
4.了解热力学温度的规定及绝对零度不可能达到的结论。
热力学第二定律从微观上来说是描述气体分子分布有序无序的,试列举一些生活中的有序无序对比的现象,比较哪种状态更容易出现?
提示:任何事物放在一起总是呈现出有序或无序的排列,例如,国庆典礼中的解放军方队,整齐有序,而春运期间的火车站中的拥挤的人群则很混乱;按顺序花色排列的扑克牌,把这些扑克牌随意地洗几下或抛撒开来就乱了;神奇的魔方,六面中每一面都同色很难,而任意排列则很随意……稍做对比我们不难发现,生活中的无序要比有序多得多,且形成有序往往需要这样或那样的条件,而无序则不然,它比有序更容易发生。
一、能量的耗散与退化
在自然界的种种变化中,能量的总值虽然保持不变(______),但是能量可被利用的价值却越来越____,或者说能量的品质在逐步______,这就是能量的____________。
当我们开发利用地球上的能源时,并不会减少地球上的能量,而是将能源中高度有用的能量形式______为不大可用的能量形式。
思考:使用电炉时,电能转化为内能,这个系统能否依靠自身的作用(自发地)回到原来的状态?
二、绝对零度不可达到
1.绝对零度
宇宙中存在着温度的下限:__________,即绝对零度。
2.热力学温度
热力学温度用T表示,单位是________,符号是______,热力学温度T与摄氏温度t 之间的换算关系是:____________________。
3.热力学第三定律
对大量事实的研究分析表明,不可能通过有限的过程把物体冷却到____________。
三、熵增加原理
任何孤立系统,它的总熵永远不会______;或者说,自然界的一切自发过程,总是朝着熵______的方向进行的。
四、有序向无序的转化
1.熵
熵是表征系统的______程度的物理量,熵越大,系统的无序程度越______。
2.有序和无序
系统______的过程总是从有序变为无序的;从微观的角度说,热传递过程也是从比较______的状态变成比较______的状态。
答案:一、守恒小降级耗散与退化降低
思考
提示:不能,除非系统靠外界的帮助;而“外界的帮助”将更多地消耗其他形式的能,产生出更多的内能来。
二、1.-273.15℃
2.开尔文K T=t+273.15 K
3.绝对零度
三、减小增加
四、1.无序高
2.自发有序无序
一、熵与熵增加原理的理解
“熵”是什么?“熵”是德国物理学家克劳修斯创造的一个术语,他用熵来表示任何一种能量在空间分布的均匀程度。
能量分布得越均匀,熵就越大。
如果对于我们所考虑的那个系统来说,能量完全均匀地分布,那么这个系统的熵就达到最大值。
简单地说,“熵”就是微观粒子的无序程度、能量差别的消除程度。
在克劳修斯看来,在一个封闭的系统中,运动总是从有序到无序发展的。
比如,把一块冰糖放入水中,结果整杯水都甜了。
这就是说,糖分子的运动扩展到了整杯水中,它们的运动变得更加无序了。
对于一个封闭的系统,能量差也总是倾向于消除的。
比如,有水位差的两个水库,如果把它们连接起来,那么,重力就会使一个水库的水面降低,而使另一个水库的水面升高,直到两个水库的水面相等,势能取平为止。
克劳修斯总结说,自然界中的一个普遍规律是:运动总是从有序到无序,能量的差异总是倾向变成均等,也即“熵将随着时间而增大”。
二、热力学温度的认识
热力学温度也称绝对温度。
单位是“开尔文”,英文是“Kelvin”,简称“开”,国际代号“K”。
开尔文是为了纪念英国物理学家Lord Kelvin而命名的。
以绝对零度(0 K)为最低温度,规定水的三相点的温度为273.16 K,1开定义为水三相点
热力学温度的1
273.16。
摄氏度为表示摄氏温度时代替开的一个专门名称。
而水的三相点温度为0.01摄氏度。
因此热力学温度T与人们惯用的摄氏温度t的关系是T=t+273.15。
规定热力学温度的单位开(K)与摄氏温度的单位摄氏度(℃)完全相同。
1 K=1 ℃。
在表
示温度差或温度间隔时,用K和用℃的数值相同。
摄氏温度的1 ℃的分格与绝对温度的1 K的分格是等价的,摄氏温度升高10 ℃与热力学温度升高10 K是一回事,但不能说升高了283 K。
类型一理解熵增加原理
【例题1】根据你对熵增加原理的理解,举出一些系统从有序变为无序的例子。
点拨:根据熵增加原理,自然界的一切自发的过程总是朝着熵增加的方向进行,而熵是描述系统无序程度的物理量。
熵越大,无序程度越高,所以,熵的增加就意味着系统无序程度的增加,即从有序向无序的方向转化。
解析:例如:燃料的燃烧、气体的扩散、破镜不能复原、覆水难收、一切生命体从生到亡等都是从有序变为无序的例子。
答案:见解析
题后反思:一切自发的不可逆的过程都是从有序到无序。
类型二生活中的熵增加原理
【例题2】一个物体在粗糙的平面上滑动,最后停止。
系统的熵如何变化?
点拨:本题考查的是对熵增加原理的理解和应用。
解析:因为物体由于受到摩擦力而停止运动,其动能变为系统的内能,增加了系统分子无规则运动的程度,使得无规则运动加强,也就是系统的无序程度增加了,所以系统的熵增加了。
答案:见解析
题后反思:机械能转化为内能,电能转化为内能,一切能量最终的归宿都是内能,而这些内能不可再回收,因此使自然界的熵增加。
类型三热力学温度与摄氏温度的关系
【例题3】关于热力学温度,下列说法中正确的是()。
A.-33 ℃=240 K
B.温度变化1 ℃,也就是温度变化1 K
C.摄氏温度与热力学温度都可能取负值
D.温度由t ℃升至2t ℃,对应的热力学温度升高了273 K+t
点拨:由T=273 K+t,即可求解此类问题。
解析:T=273 K+t,由此可知:-33 ℃=240 K,A正确,同时B正确;D中初态热力学温度为273 K+t,末态为273 K+2t,温度变化t K,故D错;对于摄氏温度可取负值的范围为0~-273 ℃,因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,故C错。
答案:AB
题后反思:①熟练应用T=t+273 K是解决有关摄氏温度与热力学温度换算的基础。
②就一个分度来说,1 ℃和1 K相等,即ΔT=Δt。
③对于同一个温度来说,用不同的温标表示,数值不同,这是因为零值选取不同。
1.下列表述中正确的是()。
A.热量不能自发地从低温物体传到高温物体
B.根据物质不灭原理,一切自然过程都应该是可逆的,可回转的
C.热力学第一定律又叫做熵增加原理
D.在任何自然过程中,一个孤立的系统的总熵不会减少
2.下面关于熵的说法错误的是()。
A.熵是系统内分子运动无序性的量度B.在自然过程中熵总是增加的
C.热力学第二定律也叫做熵减小原理D.熵值越大代表着越无序
3.关于热力学温标的正确说法是()。
A.热力学温标是一种更为科学的温标
B.热力学温标的零度为-273.15 ℃,叫绝对零度
C.气体温度趋近于绝对零度时其体积为零
D.在绝对零度附近气体已液化,所以它的压强不会为零
4.热力学第二定律的开尔文表述指出:内能与机械能的转化具有方向性。
请结合熵的变化加以解释。
答案:1.AD
2.C如果过程是可逆的,则熵不变;如果不可逆,则熵是增加的,而且一切自然过程都是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
3.ABD热力学温标在科学计算中,特别体现在热力学方程中,使方程更简单,更科学,故A对;B是热力学温标的常识,正确;气体趋近于绝对零度时,已液化,但有体积,故其压强不为零,C错,D对。
4.答案:机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化,物体运动状态的变化完全遵循牛顿运动定律所反映的因果关系,这是一种有序的运动。
热运动是大量分子的无规则运动,系统的一个宏观状态包含着大量的微观状态,这是一种无序的运动。
机械运动向热运动的转化,属于从有序向无序的转化,会导致熵的增加,符合热力学的规律,因此机械能可以全部转化为内能。
反之,热运动向机械运动的转化,属于从无序向有序的转化,即从高熵向低熵转化,不符合熵增加原理,因此内能向机械能的转化不能全部实现。