第4节 热力学第二定律
一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～10题有多项符合题目要求．
1．下列过程可能发生的是( )
A．某工作物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响
B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状
C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高
D．将两瓶不同液体自发混合，然后它们又自发地各自分开
【答案】C [根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的变化，但通过一些物理手段是可以实现的，故C项正确；内能转化为机械能不可能自发地进行，故A项错；气体膨胀具有方向性，故B项错；扩散现象也有方向性，D项也错．]
2．质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ向气态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作不变，则下列说法错误的是( )
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，物质的熵增加
D．在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大
【答案】A [在区间Ⅱ，物质不断吸收热量，物质的温度虽然不变即平均动能不变，但物质不断地由液体变为气体，物质的势能增大，A错；气体的分子之间除碰撞有相互作用力外，基本无力的作用，故分子间的势能不变，B正确；由区间Ⅰ到区间Ⅲ时，物质由液态变为气态，物质的无序程度增大，即物质的熵增加，C正确；在Ⅰ、Ⅲ区间物质的温度随时间的增加升高，说明物质分子的平均动能随时间的增加而增大，D正确．]
3．(2018年廊坊期末)关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是( )
A．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律
B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能
D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的
【答案】D [第二类永动机不违反能量守恒定律，违反了热力学第二定律，A错误；第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律，B错误；改变内能的方式有做功和热传递，二者在内能的改变上是等效的，若对外做功的同时吸收热量，内能可能不变，C错误；由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的，要产生其他影响，D正确．故选D．]
4．(2018年郑州名校期末)关于热现象和热学规律，下列说法中不正确的是( )
A．第一类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律
B．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
C．用活塞压缩汽缸里的气体，外界对气体做功2.0×105 J，同时气体向外界放出热量0.5×105 J，则气体内能增加了1.5×105 J
D．一定质量的理想气体温度升高1 K，其等容过程中吸收的热量大于等压过程吸收的热量
【答案】D [第一类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律，故A正确；根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，故B正确；用活塞压缩汽缸里的气体，外界对气体做功2.0×105 J，为正值，同时气体向外界放出热量0.5×105 J，为负值，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q＝2.0×105－0.5×105＝1.5×105 J，气体内能增加了1.5×105 J，故C正确；等容过程中吸收的热量仅仅增加为内能，而等压升温的过程中体积增大，对外做功，吸收的热量转化为内能和对外做功，所以一定质量的理想气体温度升高1 K，其等容过程中吸收的热量小于等压过程吸收的热量，故D错误．本题选择错误的，故选D．]
5．关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是( )
A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动
B．热传递的自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程
C．热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程
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
【答案】CD [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，这是热力学第二定律的微观意义．]
6．下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是( )
A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中，经过一段时间大米和小米不会自动分开
B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，墨水会均匀地扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开
C．冬季的夜晚，放在室外的物体随着气温的降低，内能不会自发地转化为机械能而动起来
D．随着技术的提高，热机的效率可达100%
