第3講熱力學(xué)定律與能量守恒

1、第3講熱力學(xué)定律與能量守恒考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解及應(yīng)用1熱力學(xué)第一定律的理解不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系。2對公式UQW符號的規(guī)定符號WQU外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少3.三種特殊的狀態(tài)變化過程(1)如圖所示的絕熱過程：有Q0，則WU，外界對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加。(2)不做功過程：即W0，則QU，系統(tǒng)吸收的熱量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加。(3)內(nèi)能不變過程：即U0，則WQ0或WQ，外界對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)放出的熱量。思維診斷(1)物體吸收熱量，同時(shí)對外做功，內(nèi)能可能不變。(

2、)(2)絕熱過程中，外界壓縮氣體，對氣體做功，氣體的內(nèi)能可能減少。()(3)自由擺動的秋千擺動幅度越來越小，能量并沒有消失。()(4)熱傳遞和做功的實(shí)質(zhì)不相同。()答案：(1)(2)×(3)(4)題組訓(xùn)練1熱力學(xué)第一定律與熱學(xué)知識的組合(多選)下列說法中正確的是()A盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，但熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，而制冷機(jī)卻可以使溫度降到熱力學(xué)零度B雨水沒有透過布雨傘是液體表面張力的作用導(dǎo)致的C氣體溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)D空氣的相對濕度定義為水的飽和蒸汽壓與相同溫度時(shí)空氣中所含水蒸氣壓強(qiáng)的比值E懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)越多，布朗

3、運(yùn)動越不明顯 解析：熱力學(xué)零度只能接近而不能達(dá)到，A錯(cuò)誤；雨水沒有透過布雨傘是液體表面張力的作用導(dǎo)致的，B正確；由熱力學(xué)第一定律UQW知，溫度每升高1 K，內(nèi)能增加，但既可能是吸收熱量，也可能是對氣體做功使氣體的內(nèi)能增加，C正確；空氣的相對濕度是指空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)與同溫度下的飽和蒸汽壓的比值，故D錯(cuò)誤；微粒越大，某一瞬間撞擊它的分子數(shù)越多，受力越容易平衡，布朗運(yùn)動越不顯著，E正確。答案：BCE2應(yīng)用熱力學(xué)第一定律定量計(jì)算如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a沿abc變化到狀態(tài)c時(shí)，吸收了340 J的熱量，并對外做功120 J。若該氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c時(shí)，對外做功40 J，則這一

4、過程中氣體_(填“吸收”或“放出”)_J熱量。解析：一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a沿abc變化到狀態(tài)c，吸收了340 J的熱量，并對外做功120 J，由熱力學(xué)第一定律有UQ1W1340 J120 J220 J，即從狀態(tài)a到狀態(tài)c，理想氣體的內(nèi)能增加了220 J；若該氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c時(shí)，對外做功40 J，此過程理想氣體的內(nèi)能增加還是220 J，所以可以判定此過程是吸收熱量，由熱力學(xué)第一定律有UQ2W2，得Q2UW2220 J40 J260 J答案：吸熱260 J3熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖ABCDA所示循環(huán)過程，該過程每個(gè)狀態(tài)視為平衡態(tài)。已知A態(tài)

5、的溫度為27 。求：(1)B態(tài)的溫度TB。(2)一次循環(huán)過程氣體與外界的熱交換Q為多少？是吸熱還是放熱？解析：(1)由圖象得VA3 L，TAt273 K300 KVB4 LA到B等壓變化，由蓋­呂薩克定律得：，代入數(shù)據(jù)解得：TB400 K，即t127 (2)從A態(tài)又回到A態(tài)的過程溫度不變，所以內(nèi)能不變。A到B氣體對外做功W1pA·V100 JC到D外界對氣體做功W2pC·V75 J外界對氣體做的總功WW2W125 J由熱力學(xué)第一定律UWQ解得：Q25 J，Q為正，表示吸熱答案：(1)127 (2)25 J吸熱考點(diǎn)二熱力學(xué)第二定律的理解1熱力學(xué)第二定律的三種表述(1

6、)克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。(2)開爾文表述：如圖甲所示，不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響?；虮硎鰹椤暗诙愑绖訖C(jī)不可能制成”。(3)如圖乙所示，用熵的概念表述：在任何自然過程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會減小(熱力學(xué)第二定律又叫作熵增加原理)。2熱力學(xué)第二定律的理解(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助。(2)“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響。如吸熱、放熱、做功等。3熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀

7、過程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。特別提醒熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱；在引起其他變化的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的等溫膨脹過程。4熱力學(xué)過程方向性實(shí)例(1)高溫物體低溫物體(2)功熱(3)氣體體積V1氣體體積V2(較大)(4)不同氣體A和B混合氣體AB5兩類永動機(jī)的比較第一類永動機(jī)第二類永動機(jī)不需要任何動力或燃料，卻能不斷地對外做功的機(jī)器從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器違背能量守恒定律，不可能制成不違背能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律

8、，不可能制成思維診斷(1)第二類永動機(jī)和第一類永動機(jī)一樣，都違背了能量守恒定律()(2)熱機(jī)的效率從原理上講可以達(dá)到100%()(3)自然界中的能量盡管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要節(jié)約能源()(4)因?yàn)槟芰渴睾?，所以不存在“能源危機(jī)”()(5)熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體。()(6)熱機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能可以全部變?yōu)闄C(jī)械能而不引起其他變化。()答案：(1)×(2)×(3)(4)×(5)×(6)×題組訓(xùn)練1熱力學(xué)第二定律的理解(多選)下列敘述和熱力學(xué)定律相關(guān)，其中正確的是()A第一類永動機(jī)不可能制成，是因?yàn)檫`背了能量守恒定律

9、B能量耗散過程中能量不守恒C電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，違背了熱力學(xué)第二定律D能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性 E物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功解析：第一類永動機(jī)不可能制成，是因?yàn)檫`背了能量守恒定律，選項(xiàng)A正確。能量耗散過程中能量仍然守恒，只是將能量從高度有用的形式降級為不大可用的形式，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，是利用壓縮機(jī)做功，引起了其他變化，不違背熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性，選項(xiàng)D正確。物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功，引起了其他

10、變化，選項(xiàng)E正確。答案：ADE2熱力學(xué)定律的理解(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A為了增加物體的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞熱量B對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加C可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的實(shí)際宏觀過程是不可逆過程解析：由UWQ可知做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種途徑，它們是等效的，故A正確、B錯(cuò)誤。由熱力學(xué)第二定律可知，可以從單一熱源吸收熱量，使之全部變?yōu)楣?，但會產(chǎn)生其他影響，故C正確。由熱力學(xué)第二定律知，熱量只是不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體，則D項(xiàng)錯(cuò)。一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程不可逆，則E正確。答案：A

11、CE考點(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用題組訓(xùn)練12016·全國甲卷·33(1)(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其p ­T圖象如圖所示，其中對角線ac的延長線過原點(diǎn)O。下列判斷正確的是_。(填正確答案標(biāo)號)A氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功E在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功解析：由理想氣體狀態(tài)方程C得， pT，由圖象可知，Va

12、Vc，選項(xiàng)A正確；理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定，而TaTc，故氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能，選項(xiàng)B正確；由熱力學(xué)第一定律UQW知，cd過程溫度不變，內(nèi)能不變，則QW，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；da過程溫度升高，即內(nèi)能增大，則吸收的熱量大于對外做的功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；bc過程和da過程互逆，則做功相同，選項(xiàng)E正確。答案：ABE2.如圖所示，一根兩端開口、橫截面積為S2 cm2足夠長的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定(插入水銀槽中的部分足夠深)。管中有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的光滑活塞，活塞下封閉著長L21 cm的氣柱，氣體的溫度為t17 ，外界大氣壓取p01.0×105 Pa(相當(dāng)于75 cm高的汞柱的壓強(qiáng))

13、。(1)若在活塞上放一個(gè)質(zhì)量為m0.1 kg的砝碼，保持氣體的溫度t1不變，則平衡后氣柱為多長？(g10 m/s2)(2)若保持砝碼的質(zhì)量不變，對氣體加熱，使其溫度升高到t277 ，此時(shí)氣柱為多長？(3)若在(2)過程中，氣體吸收的熱量為10 J，則氣體的內(nèi)能增加多少？解析：(1)被封閉氣體的初狀態(tài)為p1p01.0×105 PaV1LS42 cm3，T1280 K末狀態(tài)壓強(qiáng)p2p01.05×105 PaV2L2S，T2T1280 K根據(jù)玻意耳定律，有p1V1p2V2，即p1Lp2L2得L2L20 cm。(2)對氣體加熱后，氣體的壓強(qiáng)不變，p3p2，V3L3S，T3350 K

14、根據(jù)蓋·呂薩克定律，有，即得L3L225 cm。(3)氣體對外做的功Wp2Shp2S(L3L2)1.05 J根據(jù)熱力學(xué)第一定律得UWQ1.05 J10 J8.95 J即氣體的內(nèi)能增加8.95 J。答案：(1)20 cm(2)25 cm(3)8.95 J1(2016·全國乙卷·33)(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是_。(填正確答案標(biāo)號)A氣體吸熱后溫度一定升高B對氣體做功可以改變其內(nèi)能C理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡解析：根據(jù)熱力學(xué)

15、定律，氣體吸熱后如果對外做功，則溫度不一定升高，說法A錯(cuò)誤。改變物體內(nèi)能的方式有做功和傳熱，對氣體做功可以改變其內(nèi)能，說法B正確。理想氣體等壓膨脹對外做功，根據(jù)恒量知，膨脹過程一定吸熱，說法C錯(cuò)誤。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，說法D正確。兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)，溫度相等，如果這兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡，說法E正確。故選B、D、E。答案：BDE2.(2016·海南單科·15)(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)M可以經(jīng)歷過程1或者過程2到狀態(tài)N，其p V圖象如圖所示。在過程1中，氣體始終與外界

16、無熱量交換；在過程2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化。對于這兩個(gè)過程，下列說法正確的是_。(填正確答案標(biāo)號)A氣體經(jīng)歷過程1，其溫度降低B氣體經(jīng)歷過程1，其內(nèi)能減小C氣體在過程2中一直對外放熱D氣體在過程2中一直對外做功E氣體經(jīng)歷過程1的內(nèi)能改變量與經(jīng)歷過程2的相同解析：氣體經(jīng)歷過程1，壓強(qiáng)減小，體積變大，膨脹對外做功，內(nèi)能減小，故溫度降低，故選項(xiàng)A、B正確；氣體在過程2中，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程C。則開始時(shí)，體積不變，壓強(qiáng)減小，則溫度降低，對外放熱，然后壓強(qiáng)不變，體積變大，膨脹對外做功，則溫度升高，吸熱，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；無論是經(jīng)過1過程還是2過程，初、末狀態(tài)相同，故內(nèi)能改變量相同，故選項(xiàng)

17、E正確。答案：ABE3(多選)下列說法正確的是_。(填正確答案標(biāo)號)A布朗運(yùn)動是指液體或氣體中懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動B將大顆粒的鹽磨成細(xì)鹽，就變成了非晶體C一定量100 的水變成100 的水蒸氣，其分子之間的勢能增加D只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低E空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時(shí)，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機(jī)的工作不遵守?zé)崃W(xué)第二定律解析：布朗運(yùn)動是指液體或氣體中懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動，間接地反映了液體或氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動，選項(xiàng)A正確；大顆粒的鹽磨成細(xì)鹽，不改變鹽的晶體結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；一定量100 的水變成100 的水蒸氣，溫度沒有變化，分子的平均動能

18、不變，但是在這個(gè)過程中要吸熱，內(nèi)能增加，所以分子之間的勢能必定增加，選項(xiàng)C正確；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低，選項(xiàng)D正確；將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，產(chǎn)生了其他影響，即消耗了電能，所以不違背熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。答案：ACD4.(多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中，A、B和C、D為等溫過程，B、C為等壓過程，D、A為等容過程，則在該循環(huán)過程中，下列說法正確的是_。(填正確答案標(biāo)號)AA、B過程中，氣體放出熱量BB、C過程中，氣體分子的平均動能增大CC、D過程中，單位時(shí)間內(nèi)

19、碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多DD、A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化E若氣體在B、C過程中內(nèi)能變化量的數(shù)值為2 kJ，與外界交換的熱量為7 kJ，則在此過程中氣體對外做的功為5 kJ解析：因?yàn)锳、B為等溫過程，壓強(qiáng)變大，體積變小，故外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有EWQ，溫度不變，則內(nèi)能不變，故氣體一定放出熱量，選項(xiàng)A正確；B、C為等壓過程，因?yàn)轶w積增大，由理想氣體狀態(tài)方程C可知，氣體溫度升高，內(nèi)能增加，故氣體分子的平均動能增大，選項(xiàng)B正確；C、D為等溫過程，壓強(qiáng)變小，體積增大，因?yàn)闇囟炔蛔儯蕷怏w分子的平均動能不變，壓強(qiáng)變小說明單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

20、D、A為等容過程，體積不變，壓強(qiáng)變小，由C可知，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故氣體分子的速率分布曲線會發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；B、C為等壓過程，體積增大，氣體對外做功，該過程中氣體的溫度升高，則氣體的內(nèi)能增加2 kJ，氣體從外界吸收的熱量為7 kJ，氣體對外界做功為5 kJ，故選項(xiàng)E正確。答案：ABE5(多選)(1)下列說法正確的是_。(填正確答案標(biāo)號)A當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間作用力減小，分子勢能增大B在繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果C熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體D液晶顯示屏是應(yīng)用液晶的光學(xué)各向異性的特點(diǎn)

21、制成的E自然界發(fā)生的一切過程能量都守恒，符合能量守恒定律的宏觀過程都能自然發(fā)生(2)某次科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，從高溫環(huán)境中取出一個(gè)如圖所示的圓柱形導(dǎo)熱汽缸，把它放在大氣壓強(qiáng)為P01 atm、溫度為t027 的環(huán)境中自然冷卻。該汽缸內(nèi)壁光滑，容積為V1 m3，開口端有一厚度可忽略的活塞。開始時(shí)，汽缸內(nèi)密封有溫度為t447 、壓強(qiáng)為p1.2 atm的理想氣體，將汽缸開口向右固定在水平面上，假設(shè)汽缸內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的。()求活塞剛要向左移動時(shí)，汽缸內(nèi)氣體的溫度t1；()求最終汽缸內(nèi)氣體的體積V1；()在整個(gè)過程中，汽缸內(nèi)氣體對外界做功還是外界對氣體做功？汽缸內(nèi)氣體與外界傳遞的熱量和氣體內(nèi)能的減少量

22、的大小關(guān)系是怎樣的？解析：(2)()氣體做等容變化，由查理定律得：，而T(447273) K得T1600 K，故t1327 。()由理想氣體狀態(tài)方程得：所以V10.5 m3()氣體體積減小，外界對氣體做的功W>0；理想氣體溫度降低，其內(nèi)能減小，內(nèi)能的增量U<0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律UWQ得QUW，即汽缸內(nèi)氣體放出的熱量大于氣體內(nèi)能的減少量。答案：(1)BCD(2)()327 ()0.5 m3()外界對氣體做功氣體放出的熱量大于氣體內(nèi)能的減少量課時(shí)訓(xùn)練一、多項(xiàng)選擇題1對于一定量的理想氣體，下列說法正確的是()A氣體的體積指的不是該氣體的所有氣體分子體積之和，而是指該氣體所有分子所能到達(dá)

23、的空間的體積B只要?dú)怏w的溫度降低，氣體分子熱運(yùn)動的劇烈程度一定減弱C在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強(qiáng)為零D外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能一定增加E氣體在等溫膨脹的過程中一定從外界吸收熱量解析：氣體的體積是指該氣體所有分子所能到達(dá)的空間的體積，故A對；溫度是氣體分子熱運(yùn)動的劇烈程度的標(biāo)志，故B對；由氣體壓強(qiáng)的微觀定義可知C錯(cuò)；做功和熱傳遞都能改變氣體的內(nèi)能，故D錯(cuò)；氣體在等溫膨脹的過程中，對外界做功，而內(nèi)能沒變，則氣體一定吸收熱量，故E對。答案：ABE2下列有關(guān)熱現(xiàn)象的敘述中正確的是()A布朗運(yùn)動是液體分子的運(yùn)動，它說明了液體分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動B物體的溫度越高，分子運(yùn)動速率越大C不違

24、背能量守恒定律的實(shí)驗(yàn)構(gòu)想也不一定能夠?qū)崿F(xiàn)D晶體和非晶體在適當(dāng)條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的E用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做功2.0×105 J，若空氣向外界放出1.5×105 J的熱量，則空氣內(nèi)能增加5×104 J解析：布朗運(yùn)動是液體中固體顆粒的運(yùn)動，不是液體分子的運(yùn)動，A錯(cuò)誤；物體的溫度越高，分子運(yùn)動的平均速率越大，B錯(cuò)誤；熱力學(xué)第二定律表明第二類永動機(jī)雖不違背能量守恒定律，但仍不能實(shí)現(xiàn)，選項(xiàng)C正確；晶體和非晶體在適當(dāng)條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的，D正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知選項(xiàng)E正確。答案：CDE3夏天，小明同學(xué)把自行車輪胎上的氣門芯拔出的時(shí)候，會覺得從輪胎里噴出的氣體

25、涼，如果把輪胎里的氣體視為理想氣體、則關(guān)于氣體噴出的過程，下列說法正確的是()A氣體的內(nèi)能減少B氣體的內(nèi)能不變C氣體來不及與外界發(fā)生熱交換，對外做功，溫度降低D氣體膨脹時(shí)，熱量散得太快，使氣體溫度降低了E氣體分子的平均動能減小解析：氣體噴出時(shí)，來不及與外界交換熱量，發(fā)生絕熱膨脹，Q0，對外做功，熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式為WE，內(nèi)能減少，溫度降低，溫度是分子平均動能的標(biāo)志，則A、C、E正確。答案：ACE4下列說法正確的是()A對于一定量的氣體，在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強(qiáng)為零B如果沒有漏氣、沒有摩擦，也沒有機(jī)體熱量的損失，熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%C在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是

26、按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性D在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動的宇宙飛船中，自由懸浮的水滴呈球形，這是液體表面張力作用的結(jié)果E一定量的理想氣體等壓膨脹對外做功，氣體一定吸熱解析：根據(jù)氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因，在完全失重的情況下，氣體的壓強(qiáng)不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性，選項(xiàng)C正確；宇宙飛船中自由懸浮的水滴處于完全失重狀態(tài)，由于重力引起的液體內(nèi)部的壓力為零，故液滴呈球形是液體表面張力作用的結(jié)果，選項(xiàng)D正確；一定量的理想氣體等壓膨脹，溫度一定升高，內(nèi)能一定增加，U>

27、0，膨脹對外做功，W<0，由熱力學(xué)第一定律WQU可知，Q>0，說明氣體一定吸熱，故選項(xiàng)E正確。答案：CDE5下列說法正確的有()A1 g水中所含的分子數(shù)目和地球的總?cè)丝跀?shù)差不多B氣體對容器壁的壓強(qiáng)，是由氣體分子對容器壁的頻繁碰撞造成的C物體內(nèi)能增加，溫度不一定升高D一定質(zhì)量的密閉氣體從外界吸收熱量，內(nèi)能不一定增加E能量在轉(zhuǎn)化過程中守恒，所以我們可以將失去的能量全部轉(zhuǎn)化回我們可以利用的能量，以解決能源需求問題解析：1 g水物質(zhì)的量為 mol，含分子數(shù)目為×6.02×1023個(gè)，遠(yuǎn)多于地球上總?cè)丝跀?shù)，所以A錯(cuò)誤；氣體對容器壁的壓強(qiáng)，是由氣體分子對容器壁的頻繁碰撞造成

28、的，選項(xiàng)B正確；當(dāng)物體內(nèi)能增加時(shí)，溫度可能不變，比如晶體的熔化過程溫度沒有升高，選項(xiàng)C正確；一定質(zhì)量的密閉氣體從外界吸收熱量，若同時(shí)氣體對外界做功，其內(nèi)能不一定增加，選項(xiàng)D正確；根據(jù)能量耗散原理可知，有的能量不可回收，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。答案：BCD6下列說法正確的是()A氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加B液體的表面層的分子距離比液體內(nèi)部要大些，分子力表現(xiàn)為引力C當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時(shí)，分子勢能為零D第二類永動機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的E空氣相對濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越遠(yuǎn)離飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢 解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，做功和熱傳遞都可以改變內(nèi)能，所以氣體從外界吸收熱量

29、，其內(nèi)能不一定增加，選項(xiàng)A正確；液體的表面層的分子間距較大，分子間距離比液體內(nèi)部要大些，分子力表現(xiàn)為引力，選項(xiàng)B正確；當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時(shí)，分子勢能最小但不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；第二類永動機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它違背了熱力學(xué)第二定律，也是制造不出來的，選項(xiàng)D正確；空氣相對濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。答案：ABD二、非選擇題7.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷AB、BC、CA三個(gè)變化過程，則：(1)符合查理定律的變化過程是_；CA過程中氣體_(選填“吸收”或“放出”)熱量 ，_(選填“外界對氣體”或“氣體對外界”)做功，氣體的內(nèi)能_。(選填“增加”

30、、“減少”或“不變”)(2)已知理想氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度是27 ，求氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度。解析：(1)BC過程中，體積不變，為等容變化過程，符合查理定律；CA過程為等壓變化，隨著溫度升高，氣體內(nèi)能增加，氣體膨脹對外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知：氣體吸收熱量。(2)CA過程中氣體壓強(qiáng)不變，由蓋·呂薩克定律可知：，可得TC150 K。答案：(1)BC吸收氣體對外界增加(2)150 K8.如圖所示，一豎直放置的圓柱形絕熱汽缸，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體。活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S。初始時(shí)，汽缸內(nèi)理想氣體的溫度為T0，活塞與容器底部相距h。現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱汽缸內(nèi)理想氣體，當(dāng)

31、汽缸內(nèi)理想氣體吸收熱量Q時(shí)活塞下降了h，已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不計(jì)活塞與汽缸的摩擦，求此時(shí)汽缸內(nèi)理想氣體的溫度和加熱過程中內(nèi)能的增加量。(題中各物理量單位均采用國際單位制)解析：由蓋 ­呂薩克定律得：解得T12T0氣體在等壓變化過程中，對活塞受力分析，如圖所示由平衡條件：pSp0Smg則氣體對活塞做功WpSh(p0Smg)h由熱力學(xué)第一定律：UQW所以氣體內(nèi)能的增加量為UQ(p0Smg)h答案：Q(p0Smg)h9(1)汽車是一種將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來工作的機(jī)器。有人總想將汽車發(fā)動機(jī)的工作效率提升到100%，根據(jù)我們所學(xué)的熱學(xué)知識可知，這是不可能的，這種想法違背了_(填“熱力學(xué)第一定