山东省高中物理第十章热力学定律课时跟踪检测（十五）热力学第二定律的微观解释能源和可持续发展

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1、课时跟踪检测（十五）热力学第二定律的微观解释能源和可持续发展1．[多选]关于有序和无序宏观态和微观态，下列说法正确的是(　　)A．有序和无序是绝对的B．一个“宏观态”可能对应着许多的“微观态”C．一个“宏观态”只能对应着唯一的“微观态”D．无序意味着各处一样、平均、没有差别解析：选BD　因为无序是各处都一样、平均、没有差别，故D项正确；而有序和无序是相对的，故A项错误；而一个“宏观态”可能对应一个或多个“微观态”，所以B项正确，C项错误。2．PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源。关于

2、能源和能量，下列说法中正确的是(　　)A．自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用B．人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源C．能量被使用后就消灭了，所以要节约能源D．能量耗散说明自然界的能量在不断减少解析：选B　煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，选项A错误；太阳能和风能，包括水能等都是可再生能源且为清洁能源，应该尽量开发与利用，选项B正确；能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约能源，但能量是不会减少的，也不会被消灭掉，只是形式发生转变，选项C、D错误。3．若一气

3、泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是(　　)A．气体分子间的作用力增大B．气体分子的平均速率增大C．气体分子的平均动能减小D．气体组成的系统的熵增加解析：选D　气体分子之间的距离很远，分子间的作用力可以认为为零，A项错误；由于温度是分子热运动的平均动能的标志，温度不变，气体分子热运动的平均动能就不变，气体分子热运动的平均速率就不变，B、C项错误；自发的自然过程中，熵值是增加的，D项正确。4．[多选]热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的

4、能量重新收集、重新加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是(　　)A．能量耗散说明能量不守恒B．能量耗散不符合热力学第二定律C．能量耗散过程中能量仍守恒D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性解析：选CD　能量耗散过程能量仍守恒，但可利用的能源越来越少，这说明自然界中的宏观过程具有方向性，恰恰说明符合热力学第二定律，故C、D对。5．[多选]下列关于熵的说法中正确的是(　　)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

5、系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序D．熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序解析：选AD　根据熵的意义可知，熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高。熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序，选项A、D正确。6.质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液体Ⅰ与气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化关系如图所示。单位时间所吸收的热量可看成不变。(1)以下说法正确的是________。A．在区间Ⅱ，物质的内能不变B．在区间Ⅲ，分子间的势能不变C．从区间Ⅰ到区间Ⅲ，

6、物质的熵增加D．在区间Ⅰ，物质分子热运动的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(选填“变快”“变慢”或“快慢不变”)，请说明理由。解析：(1)区间Ⅱ是汽化过程，要吸收热量，内能增加，A错误；区间Ⅲ看成理想气体，无分子势能，B正确；从区间Ⅰ到区间Ⅲ是不可逆过程，分子无序性增加，熵增加，C正确；在区间Ⅰ，随时间增加，物质温度升高，分子热运动的平均动能增大，D正确。(2)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，理想气体的状态方程＝C可知，在吸收相同的热量Q时，压强不变的条件下，V增加

7、，W＜0，ΔU1＝Q－

8、W

9、；体积不变的条件下，W＝0，ΔU2＝Q；所以ΔU1＜ΔU2，体积不变的条件下温度升高变快。答案：(1)BCD　(2)变快　理由见解析7．瀑布从20m高处以103m3/s的流量竖直落下，流进底部的水轮机后再以2m/s的速度流出，水轮机再带动发电机发电。如果水的机械能转化为电能的效率是80%，那么发电机发出的电功率有多大？(瀑布在山顶的速度可忽略不计，g取10m/s2)解析：设t时间内流下的水的质量为m，以m为研究对象，竖直下落后减少的机械能为mgh－mv2转化为电能的功率为P＝＝＝×0.8＝103×103××

10、0.8W≈1.58×108W＝1.58×105kW。答案：1.58×105kW