物理选择性必修 第三册熵—系统无序程度的量度精品学案

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▉题型1 热力学第二定律的微观解释（无序性）
【知识点的认识】
1.有序与无序的定义：有序指的是一个系统的个体按确定的规则有顺序地排列；无序则是指系统的个体分布没有确定的要求，分布是随意的。有序与无序是相对的，意味着一个系统可以按照某种规则表现为有序，但如果按照另一种规则来看，可能表现为无序。
2.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
1．关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．物体的温度可以达到零下300℃
B．第二类永动机违背了能量守恒定律
C．做功和热传递对改变物体的内能是等效的
D．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，可将海水的内能全部转化为机械能
（多选）2．下列说法正确的是（ ）
A．单晶体有固定熔点，而多晶体没有固体熔点
B．给自行车打气时气筒压下后反弹，是由分子斥力造成的
C．一切自然过程总沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
D．影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距
E．物体内能的微观决定因素是分子势能、分子平均动能和分子总数；宏观决定因素是物体的体积、物体的温度及物质的量
（多选）3．下列说法正确的是（ ）
A．在一个绝热系统中，外界对系统做功，系统的内能一定增大
B．非晶体的物理性质是各向同性，而晶体的物理性质都是各向异性
C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越大
D．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
E．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
（多选）4．下列说法中正确的是（ ）
A．气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果
B．物体温度升高，组成物体的所有分子速率均增大
C．一定质量的理想气体等压膨胀过程中气体一定从外界吸收热量
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关
（多选）5．下列说法正确的是（ ）
A．单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化
B．足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果
C．一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能一定增加
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E．一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，虽然温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数不变
（多选）6．下列说法正确的是 （ ）
A．分子间的距离增大时，分子间的引力增大而斥力减小
B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显
C．单晶体和多晶体有同定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D．从单一热源吸收热量，使之完全变成功是不可能的
E．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
（多选）7．下列说法正确的是（ ）
A．热力学第二定律只在一定前提条件下才能成立
B．热力学第二定律揭示了一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
C．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方向性
D．热力学第二定律揭示了有大量分子参与宏观过程的方向性
（多选）8．根据热力学第二定律，下列判断正确的是（ ）
A．电流的能不可能全部变为内能
B．气体向真空的自由膨胀是不可逆的
C．热机的效率可达到100%
D．一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
▉题型2 熵与熵增加原理
【知识点的认识】
有序、无序和熵
1.熵的定义：用来表示一个系统无序程度的概念。
2．熵增加原理
（1）原理：热力学第二定律有许多表述形式，因此可以将它表述为任何孤立的系统，它的总熵永远不会减少．即自然界的一切自发过程，总是朝着熵增加的方向进行的，这个就是熵增加原理．
（2）孤立系统：与外界没有物质交换．热交换，与外界也没有力的相互作用、电磁作用的系统．即强调了自发性．
3．有序向无序的转化
系统自发的过程总是从有序到无序的．熵是表征系统的无序程度的物理量，熵越大，系统的无序程度越高．
9．下列说法中正确的是（ ）
A．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会增加
B．第二类永动机不能制成是因为违背了热力学第一定律
C．能量耗散说明能量在不断减少
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
10．下列有关现象的描述或判断正确的是（ ）
A．露珠通常呈现球状，是水的表面张力作用的结果
B．气体可以被压缩，但又不能无限地被压缩说明气体分子间存在相互作用的斥力
C．悬浮在液体中的微小颗粒的无规则运动就是分子热运动
D．在一个孤立的系统内，一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行
11．下列说法正确的是（ ）
A．一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中速率很大的如大于v的分子全部取走，则气体的温度会下降，此后气体中不再存在速率大于v的分子
B．温度高的物体的分子平均动能一定大，内能也一定大
C．气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度、气体的重力都有关
D．熵值越大，代表系统分子运动越无序
12．如图所示，将一滴红墨水滴入一杯清水中，红墨水会逐渐扩散到整杯水中，呈均匀分布，则这个过程中熵的变化是（ ）
A．不变B．变大C．变小D．无法确定
13．下列说法中正确的是（ ）
A．气体分子有热运动，固体分子无热运动
B．悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动就越明显
C．一切自发过程总是随着分子热运动的无序性减小的方向进行
D．运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈
（多选）14．下面关于熵的说法正确的是（ ）
A．熵是物体内分子运动无序程度的量度
B．对孤立系统而言，一个自发的过程中熵总是向减少的方向进行
C．热力学第二定律的微观实质是：熵总是增加的
D．熵值越大，表明系统内分子运动越无序
（多选）15．下列说法正确的是（ ）
A．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加
B．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减少的方向进行
C．第二类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律
D．对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
（多选）16．以下说法中正确的是（ ）
A．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减少的方向进行
B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加
C．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势
D．在温度不变的情况下，增大液面上方饱和汽的体积，待气体重新达到饱和时，饱和汽的压强增大
（多选）17．关于热现象和热学规律，下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的运动
B．物体的温度越高，分子平均动能越大
C．熵较大的宏观状态也就是无序程度较大的宏观状态
D．分子间的距离增大，分子间的引力增大，分子间的斥力减小
E．一切宏观过程都具有方向性
（多选）18．下列说法中正确的是（ ）
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
E．用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需再知道油的密度即可
（多选）19．下列说法中正确的是 （ ）
A．满足能量守恒定律的宏观过程都是可以自发进行的
B．熵是物体内分子运动无序程度的量度
C．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，密度不变
D．当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小
E．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
（多选）20．下列说法正确的是（ ）
A．一定质量的理想气体，压强不变，体积增大，分子平均动能增加
B．液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的光学各向异性的特点
C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
D．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向前行
E．在绝热条件下压缩气体，气体的内能可能不变
（多选）21．下列说法正确的是（ ）
A．已知阿伏加德罗常数，气体的摩尔质量和密度，可估算气体分子间的平均距离
B．在自然过程中熵总是增加的，其原因是有序是不可能实现的
C．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质具有各向异性
D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间斥力大于引力的缘故
E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
22．某学习小组做了如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图．
（1）在气球膨胀过程中，下列说法中正确的是 ；
A．该密闭气体分子间的作用力增大
B．该密闭气体组成的系统内能增加
C．该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的
D．该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和
（2）若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为 ；
（3）若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了 J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度 （填“升高”或“降低”）．
23．下列说法正确的是（ ）
A．不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化
B．从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的
C．对于一定量的气体，当其温度降低时速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加
D．熵值越大，表明系统内分子运动越无序
E．热量是热传递过程中，内能大的物体向内能小的物体转移内能多少的量度．
24．以下说法中正确的是：
A、所有金属在常温下都是固态
B、布朗运动就是指液体分子的无规则运动
C、一定质量理想气体在等温膨胀过程中既不吸热，也不放热
D、两分子间距离增大的过程中，分子间作用力一定减小
E、熵是物体内分子运动无序程度的量度
F、热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
G、液晶既有液体的流动性、又具有晶体的光学各向异性特点
H、容器中的气体对器壁的压强是由于大量分子频繁撞击容器壁产生的．
25．（1）下列说法掌握正确的是 （ ）
A．有的物质微粒在不同条件下可以按不同的规则在空间分布，因此可以生成不同的晶体
B．一滴油酸酒精溶液体积为V，在水面上形成的单分子油膜的面积为S，则油酸分子的直径d=vs
C．已知某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该种物质的分子体积为v0=MρNA
D．在温度不变的情况下，增大液面上方饱和汽的体积，待气体重新达到饱和时，饱和汽的密度不变，压强也不变
E．伴随着熵增加的同时，一切不可逆过程总会使自然界的能量品质不断退化，逐渐丧失做功本领，所以人类必须节约能源
（2）某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了．而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1.0×105 Pa（常温下的大气压强值），当内外压强差超过6.0×104 Pa时表盘玻璃将爆裂．当时登山运动员携带的温度计的读数是﹣21℃，表内气体体积的变化可忽略不计．
①通过计算判断手表的表盘是向外爆裂还是向内爆裂的？
②当时外界的大气压强为多少？题型1 热力学第二定律的微观解释（无序性）
题型2 熵与熵增加原理