1、第第 5 节节 热力学第二定律的微观解释热力学第二定律的微观解释 第第 6 节节 能源和可持续发展能源和可持续发展 基础过关 1.以下说法正确的是( ) A.热量自发地从甲物体传到乙物体，甲的内能不一定比乙大 B.汽油是一种清洁能源 C.水能是可再生能源，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达 100% D.煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的 解析 热量自发地从甲传到乙，说明甲的温度高于乙的温度，但物体的内能除与 温度有关外，还与物体体积及物质的量等因素有关，甲的内能不一定大于乙的内 能，A 正确；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致环境污染，B 错误；水能 虽然是可再生能源，由热力学第
2、二定律可知，效率不可能达到 100%，C 错误； 煤、石油等常规能源的储存量是有限的，是不可再生能源，D 错误。 答案 A 2.(多选)倒一杯热水，然后加入适量的糖后，糖会全部溶于水中，但一段时间后 又观察到杯底部有糖结晶，关于这个过程下列叙述正确的是( ) A.溶解过程是自发的，结晶过程也是自发的，因此热力学第二定律是错误的 B.溶解过程是有序向无序转变的过程 C.结晶过程是有序向无序转变的过程 D.结晶过程不是自发的，因为有外界的影响 解析 溶解过程是自发的，是由有序向无序转变的过程；结晶过程不是自发的， 通常是由于水温降低或水的蒸发引起，是由无序向有序的转变过程，故选项 B、 D 正确，
3、A、C 错误。 答案 BD 3.(多选)下列关于熵的观点中正确的是( ) A.熵越大，系统的无序度越大 B.对于一个不可逆绝热过程，其熵总不会减小 C.气体向真空扩散时，熵值减小 D.自然过程中熵总是增加的， 是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多 解析 熵是系统内分子运动无序性的量度，熵越大，其无序度越大，选项 A 正 确；一个不可逆绝热过程，其宏观状态对应微观态数目增大，其熵会增加，不会 减小，选项 B 正确；气体向真空中扩散，无序度增大，熵值增大，选项 C 错误； 自然过程中，无序程度较大的宏观态出现的概率大，因而通向无序的渠道多，选 项 D 正确。 答案 ABD 4.(多选)下列
4、关于气体在真空中的扩散规律的叙述中正确的是( ) A.气体分子数越小，扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大 B.气体分子数越大，扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大 C.扩散到真空容器中的分子在整个容器中分布越均匀， 其宏观态对应的微观态数 目越大 D.气体向真空中扩散时，总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行 解析 由热力学第二定律的微观解释“一切自然过程总是沿着分子热运动的无 序性增大方向进行”和熵的概念可知，A、C、D 正确。 答案 ACD 5.下列现象属于能量耗散的是( ) A.利用水流能发电变成电能 B.电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能 C.电池的化学能转化为电能
5、D.火炉把房子烤暖 解析 能量耗散是指其他形式的能转化为内能， 最终流散在周围环境中无法重新 收集并加以利用的现象，能够重新收集并加以利用的不能称为能量耗散。电能、 光能都可以重新收集并加以利用，如用光作为能源的手表等，只有当用电灯照明 时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能，才无法重新吸收并加以利用，但 本题没有告诉光能用来做什么，故不能算能量耗散，只有火炉把房子烤暖后使燃 料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，无法重新收集并加以利用，才是 能量耗散。故 D 正确。 答案 D 6.已知一个系统的两个宏观态甲、乙，及对应微观态的个数分别为较少、较多， 则下列关于对两个宏观态的描述及过程自
6、发的可能方向的说法中正确的是 ( ) A.甲比较有序，乙比较无序，甲乙 B.甲比较无序，乙比较有序，甲乙 C.甲比较有序，乙比较无序，乙甲 D.甲比较无序，乙比较有序，乙甲 解析 一个宏观态对应微观态的多少标志了宏观态的无序程度， 从中还可以推知 系统自发的方向，微观态数目越多，表示越无序，一切自然过程总沿着无序性增 大的方向进行，A 正确，B、C、D 错误。 答案 A 能力提升 7.(多选)关于熵，下列说法中正确的是( ) A.熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高 B.熵值越小，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高 C.熵值越大，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就
7、是越有序 D.熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中” ，也就是越有序 答案 AD 8.(多选)煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近， 某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及 氢气总含量90%)，把煤“吃干榨尽”。下列有关说法中正确的是( ) A.煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化 B.煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化 C.该技术实现了煤的清洁利用 D.该技术实现了煤的高效利用 解析 煤粉加压气化制备合成气中既有物理变化，又有化学变化，A 正确；该技 术使煤得以良好利用又环保，C、D 正确。 答案 ACD
8、 9.用隔板将一绝热容器隔成 A 和 B 两部分，A 中盛有一定质量的理想气体，B 为 真空(如图 1 甲所示)， 现把隔板抽去， A 中的气体自动充满整个容器(如图乙所示)， 这个过程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是( ) 图 1 A.自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动 B.自由膨胀前后，气体的压强不变 C.自由膨胀前后，气体的温度不变 D.容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到 A 部分 解析 由分子动理论知，气体分子的热运动是永不停息地做无规则运动，故选项 A 错误；由能量守恒定律知，气体膨胀前后内能不变，又因一定质量理想气体的 内能只与温度有关，所以气体的温度不变，故选项
9、C 正确；由pV T 常量，所以 气体压强变小，故选项 B 错误；由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方 向性，在无外界影响的情况下，容器中的气体不能自发地全部回到容器的 A 部 分，故选项 D 错误。 答案 C 10.(多选)关于能量耗散，下列说法中正确的是( ) A.能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了 B.能量耗散表明能量守恒定律是不正确的 C.能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但是在可利用的 品质上降低了 D.能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性 E.煤炭中常常含有较多的硫， 大量燃烧形成的二氧化硫等物质使雨水中酸度升高， 形成“
10、酸雨” 解析 能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变过程， 但是总的能量是守 恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，故 A、B 错误；能量耗散表明在能 源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但是在可利用的品质上降低了，C 正 确；根据热力学定律可知，宏观自然过程自发进行是有其方向性的，能量耗散就 是从能量的角度反映了这种方向性，故 D 正确；煤炭中常常含有较多的硫，大 量燃烧形成的二氧化硫等物质使雨水中酸度升高， 形成“酸雨”， 选项 E 正确。 答案 CDE 11.CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中 CO2浓度 增加，能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还
11、有强烈吸收地面红外热辐 射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温 室一样。因此，大气中 CO2浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气 候 变暖。 (1)这种大气中以 CO2为主的气体产生的效应称为( ) A.光热效应 B.光电效应 C.光气效应 D.温室效应 (2)导致大气中 CO2浓度增加的主要原因是( ) A.大量植物和生物物种灭绝 B.大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧 C.人口剧增，呼出的二氧化碳增多 D.自然因素破坏了地球环境生态平衡 答案 (1)D (2)B 12.如图 2 所示，质量、温度相同的酒精，分别处于气态、液态和固态三种状态 下，它们的熵的大小有什么关系？为什么？ 图 2 解析 根据大量分子运动对系统无序程度的影响， 热力学第二定律的另一种表述 是：由大量分子组成的系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展，至 少无序程度不会减少。 也就是说， 任何一个系统自发变化时， 系统的熵要么增加， 要么不变， 但不会减少。 质量相同、 温度相同的酒精， 可以由固态自发地向液态、 气态转化，所以气态的酒精熵最大，其次是液态，固态时熵最小。 答案 S固S液S气 原因见解析
