热力学第二定律习题详解.pdf

习题十一 一、选择题 1．你认为以下哪个循环过程是不可能实现的 [ ] （A）由绝热线、等温线、等压线组成的循环； （B）由绝热线、等温线、等容线组成的循环； （C）由等容线、等压线、绝热线组成的循环； （D）由两条绝热线和一条等温线组成的循环。 答案： D 解：由热力学第二定律可知，单一热源的热机是不可能实现的，故本题答案为 D。 2．甲说：由热力学第一定律可证明，任何热机的效率不能等于 1。乙说：热力学第二定 律可以表述为效率等于 100%的热机不可能制成。丙说：由热力学第一定律可以证明任何 T 可逆热机的效率都等于 1 2 。丁说： 由热力学第一定律可以证明理想气体可逆卡诺热机 T 1 T2 的效率等于 1 。对于以上叙述，有以下几种评述，那种评述是对的 [ ] T1 （A）甲、乙、丙、丁全对； （B）甲、乙、丙、丁全错； （C）甲、乙、丁对，丙错； （D）乙、丁对，甲、丙错。 答案： D 解：效率等于 100%的热机并不违反热力学第一定律，由此可以判断 A、C 选择错误。乙的 Q2 说法是对的，这样就否定了 B。丁的说法也是对的，由效率定义式 1 ，由于在可 Q1 Q2 T2 T2 逆卡诺循环中有 ，所以理想气体可逆卡诺热机的效率等于 1 。故本题答案为 Q1 T1 T1 D。 3．一定量理想气体向真空做绝热自由膨胀，体积由 V 增至 V ，此过程中气体的 [ ] 1 2 （A）内能不变，熵增加； （B）内能不变，熵减少； （C）内能不变，熵不变； （D）内能增加，熵增加。 答案： A V2 解：绝热自由膨胀过程，做功为零，根据热力学第一定律 Q U pdV ，系统内能 V1 不变；但这是不可逆过程，所以熵增加，答案 A 正确。 4 ．在功与热的转变过程中，下面的那些叙述是正确的 [ ] （A）能制成一种循环动作的热机，只从一个热源吸取热量，使之完全变为有用功； （B）其他循环的热机效率不可能达到可逆卡诺机的效率，可逆卡诺机的效率最高； （C）热量不可能从低温物体传到高温物体； （D）绝热过程对外做正功，则系统的内能必减少。 答案： D 解： （A）违反了开尔文表述； （B）卡诺