- 热力学第二定律
- 共717题
一定质量理想气体,状态变化过程如P-V图中AB直线所示,由图线可知
正确答案
ABC
据A.B两点p.v值可知TA=TB.且由A→B温度先升高后降低.所以内能先增后减.但气体对外做功,w<0
下列关于热传导的说法中,正确的是( )
正确答案
BD
克劳修斯表述并没有排除热量由低温物体流向高温物体,说法A错;说法B比较笼统,但并无错误;说法C对条件的解释有错误,热量的流向与物体内能无直接关联,C错,说法D正确.
“物理1-2“模块
(1)(给出的四个选项中,可能只有一个选项正确,也可能有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
下列说法正确的是______
A.气体很容易充满容器,这是分子间存在斥力的宏观表现
B.布朗运动是液体分子的无规则运动,温度越高运动越显著
C.一定质量的气体,保持压强不变,可以同时升高温度和增大体积
D.物体从外界吸热的过程其内能一定增加
(2)(给出的四个选项中,可能只有一个选项正确,也可能有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
在下列说法中正确的是______
A.卢瑟福的α粒子散射实验说明原子核是由质子和中子组成的
B.温度升高时,放射性元素的衰变加快
C.放射性元素发生β衰变时所放出的电子并不是原子核外的电子
D.浙江秦山核电站是利用轻核聚变释放核能的
(3)一种利用地热能的方式是将地面上的水通入温度高的地热异常区汽化,然后利用蒸气推动汽轮机发电.问通过不断改进技术,努力减少各种损耗,能把地热能全部转化为电能吗?为什么?
正确答案
(1)A、气体分子之间的距离很大,分子力为引力,基本为零,气体很容易充满容器,是由于分子热运动的结果,故A错误;
B、布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的运动,反应了液体分子的无规则运动,故B错误;
C、根据理想气体状态方程=C(常数)可知,压强不变,温度升高,体积一定增大,故C正确;
D、由于做功情况不明确,根据△U=W+Q可知,吸收热量,内能不一定增加,故D错误.
故选C.
(2)A、卢瑟福的α粒子散射实验现象,提出了原子核式结构,并不表明原子核是由质子和中子组成的,故A错误;
B、元素的半衰期由元素本身决定,与外部的物理、化学环境无关,故B错误;
C、放射性元素发生β衰变时所放出的电子是由原子核内的一个中子变为一个质子的同时放出的,故不是原子核外的电子,故C正确;
D、浙江秦山核电站是利用重核裂变释放的核能进行发电的,故D错误.
故选C.
(3)根据热力学第二定律可知,热机的效率不能达到100%,因此把地热能全部转化为电能是不可能的.
故:不能,原因是根据热力学第二定律可知,热机的效率不能达到100%.
现代典型的燃煤发电厂,总效率一般为40%,有 一座大型燃煤发电厂,如果发出1.0 ×109 J 的电能,可供一座大城市使用,下图表示这座发电厂的能量流向.请回答:
(1)燃煤提供的能量应等于哪几项能量之和?
(2)图中烟囱废气所带走的能量没有标出,请你算出来,在图中补上.
(3)算出这座发电厂的总效率.
(4)根据图所示的电厂能量流向,你认为在哪些地方作些改进,可以提高发电厂的总效率?
正确答案
解:(1) 燃煤提供的能量等于进入涡轮机的能量和通过烟囱排出的能量之和.
(2) 根据(1) 中的解析可得通过烟囱废气所带走的能量
E =2.5×109J -2.2×109J =0.3×109J.
补在图上的部分(略).
(3) 由能量流向图可知该发电厂发出的电能为1.0×109J.
消耗的总能量为2.5×109J .
所以总效率
(4)从能量流向图中可以看出,该发电厂的损耗共达到了1.6×109J ,最主要的损耗是涡轮机的损耗,由冷凝器排出,所以这个地方应作为改造的重点,降低通过冷凝器时能量的消耗,以此提高涡轮机的效率,进而提高整个发电厂的效率,另外,也要尽可能降低另外一个途径的损耗,即通过烟囱废气带走的能量,对燃煤锅炉及其烟囱进行改造.
(1)下列说法中正确的是______________;
A.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力
B.扩散运动就是布朗运动
C.蔗糖受潮后会粘在一起,没有确定的几何形状,它是非晶体
D.对任何一类与热现象有关的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
(2)将1ml的纯油酸加到500ml的酒精中,待均匀溶解后,用滴管取1ml油酸酒精溶液,让其自然滴出,共200滴。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内,待油膜充分展开后,测得油膜的面积为200cm2,则估算油酸分子的大小是______________m(保留一位有效数字);
(3)如图所示,一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体,活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且缸壁是导热的,开始活塞被固定,打开固定螺栓K,活塞下落,经过足够长时间后,活塞停在B点,已知AB=h,大气压强为p0,重力加速度为g。
①求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强;
②设周围环境温度保持不变,求整个过程中通过缸壁传递的热量Q(一定量理想气体的内能仅由温度决定)。
正确答案
(1)AD
(2)5×10-10
(3)①设封闭气体的压强为p,活塞受力平衡
解得
②由于气体的温度不变,则内能的变化
由能量守恒定律可得
(1)下列说法正确的有________.(填入正确选项前的字母)
A.第二类永动机和第一类永动机一样,都违背了能量守恒定律
B.自然界中的能量虽然是守恒的,但有的能量便于利用,有的不便于利用,故要节约能源
C.若气体的温度随时间不断升高,其压强也一定不断增大
D.晶体都具有固定的熔点
(2)如图所示,用销钉固定的导热活塞把水平放置的导热汽缸分隔成容积相同的两部分,分别封闭着A、B两部分理想气体:A部分气体压强为pAO=2.5×105 Pa,B部分气体压强为pBO=1.5×105 Pa.现拔去销钉,待活塞重新稳定后.(外界温度保持不变,活塞与汽缸间摩擦可忽略不计,整个过程无漏气发生)
①求此时A部分气体体积与原来体积之比;
②判断此过程中A部分气体是吸热还是放热,并简述理由.
正确答案
(1)BD (2)①5∶4 ②吸热.理由见解析
(1)第二类永动机违背热力学第二定律,A错误;气体压强与气体的体积和温度都有关,不由单个物理量决定,C错误.
(2)①设A部分气体原来体积为V,由玻意耳定律得
pAOV=pA(V+ΔV),
pBOV=pB(V-ΔV),
又pA=pB,
由以上各式可解得ΔV=V,
因此,A部分气体此时体积与原来体积之比为5∶4.
②吸热.
A部分气体由于温度不变,所以内能不变;体积膨胀,对外做功,由热力学第一定律可知,一定从外界吸收热量.
下列说法中正确的是______.(填选项前的字母)
A.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能也越来越大
B.雨水没有透过布雨伞是因为水的表面存在张力
C.晶体与非晶体的区别在于是否有规则的天然外形
D.热量不能从低温物体传给高温物体.
正确答案
A、物体分子的平均动能大小仅与物体的温度有关,是一个微观的物理量,与宏观的物理量物体运动的速度无关,故A错误.
B、由于表面张力的作用,使雨水无法透过布雨伞,故B正确,
C、晶体和非晶体的区别是否具有温度的熔点.单晶体具有规则的几何外形,而多晶体和非晶体没有规则的天然外形.故C错误.
D、热量不能自发的从低温物体传给高温物体,但在引起其它变化的情况下可以由低温物体传给高温物体,故D错误.
故B正确.
(1)汽车是一种将内能转化为机械能来工作的机器.有人总想:将汽车发动机的工作效率提升到100%,根据我们所学的热学知识可知,这是不可能的,这种想法违背了______.(选填“热力学第二定律”、“热力学第一定律”)
(2)某种固体物质的摩尔质量为M,密度为ρ,则这种物质分子的直径是______.
(3)如图所示,A、B两点表示一定质量的某种气体的两个状态.气体自状态A变化到状态B的过程中气体的体积将变______(选填大、小)同时气体______.(选填吸热、放热)
正确答案
(1)有人总想将汽车发动机的工作效率提升到100%,没有违反能量转化和守恒定律,也就不违反热力学第一定律,但违反了物理过程的方向性,即违反了热力学第二定律.
(2)物质的摩尔质量为M,物质的摩尔体积为V=,每个分子的体积为V0=
=
π(
)3,解得分子的直径是d=
,
(3)对于一定质量的某种气体,在P-T图象中,直线的斜率与气体的体积成反比,如图所示,
OA的斜率大,所以在A状态时气体的体积小,所以气体自状态A变化到状态B的过程中气体的体积将变大,气体对外做功,在B状态时的温度比A状态时高,气体的内能大,根据热力学第一定律△E=W+Q可知,气体要吸热.
故答案为:(1)热力学第二定律(2) (3)大、吸热.
下列说法正确的是 (填入正确选项前的字母,每选错一个扣2分,最低得分为0分)
(E)一定量的气体,在体积不变时,分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小;
(F)一定量的气体,在压强不变时,分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加。
正确答案
ADEF (4分,选对一个给1分,每选错一个扣2分,最低得分为0分)
A中的气体没有说是理想气体,因此在考虑分子势能;气体温度变化时体积可能不变,分子间距离不变,分子势能不变,B错;不是功转化为热,C错D正确;一定量的气体,在体积不变时,温度降低压强减小,分子运动的平均速率减小,E正确;压强不变时温度降低体积减小,分子运动的平均速率减小,F正确。
在相对封闭的空间环境中(如冰箱内的空间、公共卫生间等),常会充满异味,能否发明一种简单的除味装置,去消除这种环境中的异味,且不引起其他的变化。请说明判断理由。
正确答案
异味的产生是由带有异味的气体分子在空气中扩散造成的,根据热力学第二定律,这种大量分子参与的宏观过程是具有方向性的,要逆着这个方向进行,就必然引起其他的变化,即在不引起其他变化的前提下,是不可能让这些带有异味的气体分子重新聚集起来从而消除异味的,因此该装置是不可能制成的。
扫码查看完整答案与解析