- 熵增加原理
- 共215题
对于气体分子热运动服从统计规律的正确理解是：（ ）
正确答案
AD
统计规律是对大量偶然事件而言的整体规律，对于少量的个别的偶然事件是没有意义的，个别的、少量的气体分子的运动规律是不可预知的，对于大量的气体分子的运动呈现出“中间多，两头少”的统计规律，所以正确答案为AD。
在图中，一个封闭的盒子内有两块隔板， 把盒子隔成了三个容器，每个容器内有2 个球，球上各有一个字，每个容器中球上的字恰好组成一个词（从左向右念）．摇动盒子，球在容器内的左右位置可以变换．
(1) 图中6 个球同时排列成三个词的概率是多少？
(2)取去其中一块隔板，摇动盒子，6个球能同时排列成三个词的概率又是多少？
(3)把两块隔板全部取去，摇动盒子，6个球能同时排列成 三个词的概率又是多少？
(4)在这个封闭的系统（盒子）内，取消隔板让小球在系统内自发、充分地运动，其无序性是增大了还是减小了？
正确答案
解：(1)图中6个球总共有8种不同的排列，所以同时排列成三个词的概率为
(2)若取去右边的隔板，右边4个球能组成“合作、创造”“创造、合作”“合造、创作”“创作、合造”共4种排列，而总共的排列数为
(3)若将两块隔板同时取去，6个球能分别组成三个词，分别为“自主、合作、创造”“自主、合造、创作”“自创、合造、作主”“自造、合作、主创”，每组的排列数为6种，而6个球总共的排列数为
(4)取消隔板后让小球在系统内自发、充分地运动，其无序性增大了，即熵增加了．
（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．
正确答案
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．
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．
正确答案
解：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，因此内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化．
1679年法国物理学家帕平发明了高压锅.现在高压锅在我国被广泛使用.高压锅与普通铝锅不同，锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧，加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈，所以锅盖与锅体之间不会漏气.在锅盖中间有一排气孔，上面再套上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住.当加热高压锅，锅内气体压强增大到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，这时蒸气就从排气孔向外喷出.由于高压锅内的压强大，温度高，所以食物容易煮烂.若已知某高压锅的限压阀质量为0.1 kg，排气孔直径为0.3 cm，则锅内气体的压强最大可达______________.设压强每增加3.6×103 Pa，水的沸点相应增加1 ℃，则锅内的最高温度可达______________.（大气压p0=1.0×105 Pa，取g="10" m/s2）
正确答案
2.4×105 Pa 1.4×102 ℃
取限压阀为研究对象，受力情况如图.
由平衡条件可得：
pS=p0S+mg
超过这个压强p，限压阀被顶起向外排气，故p为锅内最大压强.
水的沸点增加的温度
Δt=
所以锅内的最高温度t="100" ℃+Δt="139" ℃
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