《步步高》2014高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第十一章 第3課時 熱力學(xué)定律

1、第3課時熱力學(xué)定律考綱解讀 1.知道改變內(nèi)能的兩種方式，理解熱力學(xué)第一定律.2.知道與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀物理過程的方向性，了解熱力學(xué)第二定律.3.掌握能量守恒定律及其應(yīng)用1 熱力學(xué)第一定律的理解一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功7.0×104 J，氣體內(nèi)能減少1.3×105 J，則此過程 ()A氣體從外界吸收熱量2.0×105 JB氣體向外界放出熱量2.0×105 JC氣體從外界吸收熱量6.0×104 JD氣體向外界放出熱量6.0×104 J答案B解析根據(jù)熱力學(xué)第一定律，WQU，所以QUW1.3×105 J7.0&

2、#215;104 J2.0×105 J，即氣體向外界放出熱量2.0×105 J.2 熱力學(xué)第二定律的理解以下哪些現(xiàn)象可能發(fā)生？哪些現(xiàn)象不可能發(fā)生？不可能發(fā)生的現(xiàn)象是否違背熱力學(xué)第二定律？A一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會自動變得更熱B蒸汽機把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機械能C桶中混濁的泥水在靜置一段時間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動分離D電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體答案見解析解析A不可能因為是“自動”過程，所以茶變熱時的內(nèi)能增量只能來源于周圍環(huán)境，即周圍環(huán)境中的熱量會自動地收集到茶中，違背熱力學(xué)第二定律，所以這是不可能發(fā)生的現(xiàn)象B不可能蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

3、必定需要做功，即熱蒸汽推動活塞做功這一過程中，一方面由于活塞摩擦汽缸而產(chǎn)生熱能，另一方面熱蒸汽與周圍環(huán)境存在溫度差，蒸汽機會向周圍環(huán)境散熱所以，蒸汽機把蒸汽的內(nèi)能全都轉(zhuǎn)化為機械能，違背熱力學(xué)第二定律，是不可能的C可能渾水變清，泥沙下沉，重心下降，總的重力勢能減少，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而機械能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能是可能的D可能冰箱通電后，消耗電能，將箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外3 能量守恒定律的應(yīng)用木箱靜止于水平地面上，現(xiàn)在用一個80 N的水平推力推動木箱前進10 m，木箱受到的摩擦力為60 N，則轉(zhuǎn)化為木箱與地面系統(tǒng)的內(nèi)能U和轉(zhuǎn)化為木箱的動能Ek分別是()AU200 J，Ek600 JBU600 J，Ek

4、200 JCU600 J，Ek800 JDU800 J，Ek200 J答案B解析由于木箱在推動中受到滑動摩擦力，其與相對位移的乘積為系統(tǒng)的內(nèi)能的大小，即U60×10 J600 J，由能量守恒定律可得EkW總U80×10 J600 J200 J故正確答案為B.考點梳理1 物體內(nèi)能的改變(1)做功是其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化過程，內(nèi)能的改變量可用做功的數(shù)值來量度(2)熱傳遞是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程，內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量用熱量來量度2 熱力學(xué)第一定律(1)內(nèi)容：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和(2)表達式：UQW.3 能量守恒定律(1)內(nèi)容：能量既不會

5、憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量不變，這就是能量守恒定律(2)任何違背能量守恒定律的過程都是不可能的，不消耗能量而對外做功的第一類永動機是不可能制成的4 熱力學(xué)第二定律(1)兩種表述第一種表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(克勞修斯表述)第二種表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響(開爾文表述)(2)第二類永動機是指設(shè)想只從單一熱庫吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響的熱機這類永動機不可能制成的原因是違背了熱力學(xué)第二定律4. 熱力學(xué)定律與理想氣體狀態(tài)方程的綜合應(yīng)

6、用(2010·福建·28(2)如圖1所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動的絕熱活塞今對活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動一段距離后，氣體的體積減小若忽略 圖1活塞與容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體_(填選項前的字母)A溫度升高，壓強增大，內(nèi)能減少B溫度降低，壓強增大，內(nèi)能減少C溫度升高，壓強增大，內(nèi)能增加D溫度降低，壓強減小，內(nèi)能增加答案C解析向下壓活塞，力F對氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，對活塞受力分析可得出氣體的壓強增大，故選項C正確5 熱力學(xué)定律與理想氣體狀態(tài)方程的綜合應(yīng)用一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變

7、化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的pV圖象如圖2所示已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27°C.(1)該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少？(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是多大？ 圖2(3)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱，還是放熱？傳遞的熱量是多少？答案(1)173°C27°C(2)0(3)吸熱200 J解析(1)對于理想氣體：AB，由得：TB100 K，所以tB173°CBC，由得：TC300 K，所以tC27°C(2)AC，由溫度相等得：U0(3)AC的過程中是吸熱吸收的熱量QWpV1×105×

8、;(3×1031×103) J200 J.方法提煉1 在氣體狀態(tài)變化過程中，三個狀態(tài)參量(p、V、T)遵循理想氣體狀態(tài)方程(或C)，氣體的內(nèi)能只需分析氣體的溫度，溫度升高(或降低)，內(nèi)能增大(或減小)2 由氣體體積變化情況分析做功情況，氣體體積增大，氣體對外做功；氣體體積減小，外界對氣體做功然后由熱力學(xué)第一定律UQW確定熱量Q的正、負(fù)，判斷出是吸熱還是放熱.考點一對熱力學(xué)第一定律的理解及應(yīng)用1 熱力學(xué)第一定律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

9、內(nèi)能增加物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少3. 幾種特殊情況(1)若過程是絕熱的，則Q0，WU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量(2)若過程中不做功，即W0，則QU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量(3)若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即U0，則WQ0或WQ.外界對物體做的功等于物體放出的熱量例1一定質(zhì)量的氣體，在從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2的過程中，吸收熱量280 J，并對外做功120 J，試問：(1)這些氣體的內(nèi)能發(fā)生了怎樣的變化？(2)如果這些氣體又返回原來的狀態(tài)，并放出了240 J熱量，那么在返回的過程中是氣體對外界做功，還是外界對氣體做功？做功多少？解析(1)由熱力學(xué)第一定律可得UWQ

10、120 J280 J160 J，氣體的內(nèi)能增加了160 J.(2)由于氣體的內(nèi)能僅與狀態(tài)有關(guān)，所以氣體從狀態(tài)2回到狀態(tài)1的過程中內(nèi)能的變化應(yīng)等于從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中內(nèi)能的變化，則從狀態(tài)2到狀態(tài)1的內(nèi)能應(yīng)減少160 J，即U160 J，又Q240 J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：UWQ，所以WUQ160 J(240 J)80 J，即外界對氣體做功80 J.答案(1)增加了160 J(2)外界對氣體做功80 J UWQ，使用時注意符號法則(簡記為：外界對系統(tǒng)取正，系統(tǒng)對外界取負(fù))對理想氣體，U僅由溫度決定，W僅由體積決定，絕熱情況下，Q0.突破訓(xùn)練1一定質(zhì)量的理想氣體(分子力不計)，體積由V膨脹到V

11、.如果通過壓強不變的過程實現(xiàn)，對外做功大小為W1，傳遞熱量的值為Q1，內(nèi)能變化為U1；如果通過溫度不變的過程來實現(xiàn)，對外做功大小為W2，傳遞熱量的值為Q2，內(nèi)能變化為U2，則()AW1>W2，Q1<Q2，U1>U2BW1>W2，Q1>Q2，U1>U2CW1<W2，Q1Q2，U1>U2DW1W2，Q1>Q2，U1>U2答案B解析由熱力學(xué)第一定律：U1W1Q1，U2W2Q2，若通過壓強不變的過程實現(xiàn)體積膨脹，則由為恒量，可知溫度必定升高，對理想氣體，內(nèi)能必定增大，U1>0，W1<0，Q1>0，且|Q1|>|W1|；

12、若通過溫度不變的過程實現(xiàn)體積膨脹，溫度不變，內(nèi)能不變，U20，W2<0，Q2>0，且|Q2|W2|，則U1>U2；由于氣體對外做功的過程中，體積膨脹，通過溫度不變的方式，由為恒量，可知壓強必定減小，則平均壓強比通過壓強不變的過程時的壓強要小，故W1>W2，Q1>Q2，B選項正確考點二對熱力學(xué)第二定律的理解1 在熱力學(xué)第二定律的表述中，“自發(fā)地”、“不產(chǎn)生其他影響”的涵義(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、

13、做功等2 熱力學(xué)第二定律的實質(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過程的方向性，進而使人們認(rèn)識到自然界中進行的涉及熱現(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)化為機械能，如氣體的等溫膨脹過程3 兩類永動機的比較第一類永動機第二類永動機不需要任何動力或燃料，卻能不斷地對外做功的機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，不可能制成例2根據(jù)你學(xué)過的熱學(xué)中的有關(guān)知識

14、，判斷下列說法中正確的是 ()A機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部用來做功轉(zhuǎn)化成機械能B凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高溫物體C盡管技術(shù)不斷進步，熱機的效率仍不能達到100%，制冷機卻可以使溫度降到293°CD第一類永動機違背能量守恒定律，第二類永動機不違背能量守恒定律，隨著科技的進步和發(fā)展，第二類永動機可以制造出來解析機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能在引起其他變化時也可以全部轉(zhuǎn)化為機械能，A正確；凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，也能從低溫物體傳

15、遞給高溫物體，但必須借助外界的幫助，B錯誤；盡管科技不斷進步，熱機的效率仍不能達到100%，制冷機也不能使溫度降到293°C，只能無限接近273°C，卻永遠不能達到，C錯誤；第一類永動機違背能量守恒定律，第二類永動機不違背能量守恒定律，而是違背了熱力學(xué)第二定律，第二類永動機不可能制造出來，D錯誤答案A熱力學(xué)第一定律說明發(fā)生的任何過程中能量必定守恒，熱力學(xué)第二定律說明并非所有能量守恒的過程都能實現(xiàn)(1)高溫物體低溫物體(2)功熱量(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AB突破訓(xùn)練2地球上有很多的海水，它的總質(zhì)量約為1.4×1018噸，如果

16、這些海水的溫度降低0.1°C，將要放出5.8×1023焦耳的熱量，有人曾設(shè)想利用海水放出的熱量使它完全變成機械能來解決能源危機，但這種機器是不能制成的，其原因是 ()A內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機械能B內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能不滿足熱力學(xué)第一定律C只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機械能的機器不滿足熱力學(xué)第二定律D上述三種原因都不正確答案C解析本題考查熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用，內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機械能，如熱機，A錯誤；內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的過程滿足熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律，B錯誤；熱力學(xué)第二定律告訴我們：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，C正確51熱力學(xué)定律

17、與理想氣體實驗定律綜合的解題模型例3在如圖3所示的坐標(biāo)系中，一定質(zhì)量的某種理想氣體先后發(fā)生以下兩種狀態(tài)變化過程：第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B，外界對該氣體做功為6 J；第二種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)C，該氣體從外界吸收的熱量為9 J圖線AC的反向延長線通過坐標(biāo)原點O，B、C兩狀態(tài)的溫度相同，理想氣體的分子勢能為零求：圖3(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，該氣體對外界做的功W1和其內(nèi)能的增量U1；(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，該氣體內(nèi)能的增量U2及其從外界吸收的熱量Q2.解析(1)由題意知從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，氣體發(fā)生等容變化該氣體對外界做的功W10根據(jù)熱力學(xué)第一定律有U1W1Q1內(nèi)能的增量U1Q19

18、 J.(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，體積減小，溫度升高該氣體內(nèi)能的增量U2U19 J根據(jù)熱力學(xué)第一定律有U2W2Q2從外界吸收的熱量Q2U2W23 J.答案(1)09 J(2)9 J3 J對于理想氣體，可以直接根據(jù)溫度的變化來確 定內(nèi)能的變化吸、放熱不能直接確定時，則要放在最后，根據(jù)熱力學(xué)第一定律來確定必須指出的是，一般來說系統(tǒng)對外界做功，系統(tǒng)體積膨脹；外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)體積則被壓縮但在某些特定條件下，例如氣體自由膨脹(外界為真空)時，氣體就沒有克服外力做功另外，在判斷內(nèi)能變化時，還必須結(jié)合物態(tài)變化以及能的轉(zhuǎn)化與守恒來進行突破訓(xùn)練3一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變成狀態(tài)C，其中AB過程為

19、等壓變化，BC過程為等容變化已知VA0.3 m3，TATC300 K，TB400 K.(1)求氣體在狀態(tài)B時的體積(2)說明BC過程壓強變化的微觀原因(3)設(shè)AB過程氣體吸收熱量為Q1，BC過程氣體放出熱量為Q2，比較Q1、Q2的大小并說明原因答案(1)0.4 m3(2)見解析(3)Q1>Q2，原因見解析解析(1)設(shè)氣體在狀態(tài)B時的體積為VB，由蓋呂薩克定律得，代入數(shù)據(jù)得VB0.4 m3(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變化(降低)，氣體分子平均動能變化(減小)，導(dǎo)致氣體壓強變化(減小)(3)Q1大于Q2；因為TATC，故AB增加的內(nèi)能與BC減少的內(nèi)能相同，而AB過程氣

20、體對外界做正功，BC過程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知Q1大于Q2.高考題組1 (2012·新課標(biāo)全國·33(1)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功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆過程答案ACE2 (2012·廣東理綜·14)景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖4所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，艾絨即圖4可點燃對筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過程中()A氣體溫度升高，壓強不變B氣體

21、溫度升高，壓強變大C氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能增加D外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能減少答案B解析筒內(nèi)封閉氣體被壓縮過程中，外界對氣體做正功由熱力學(xué)第一定律UWQ知，氣體內(nèi)能增加，溫度升高由理想氣體狀態(tài)方程C知，氣體壓強增大選項A、C、D錯誤，選項B正確3 (2011·廣東理綜·14)圖5為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動的過程中()A外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大 圖5B外界對氣體做功，氣體內(nèi)能減小C氣體對外界做功，氣體內(nèi)能增大D氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減小答案A解析M向下滑動的

22、過程中，氣體被壓縮，外界對氣體做功，又因為與外界沒有熱交換，所以氣體內(nèi)能增大4 (2012·山東·36)(1)下列說法正確的是_a水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大b擴散現(xiàn)象表明，分子在永不停息地運動c當(dāng)分子間距離增大時，分子間引力增大，分子間斥力減小d一定質(zhì)量的理想氣體，在等壓膨脹過程中，氣體分子的平均動能減小(2)如圖6所示，一粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱良好、裝有適量水銀的U型管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長l120 cm(可視為理想氣體)，兩管中水銀面等高現(xiàn)將右端與一低壓艙(未畫出)接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h10 cm.(環(huán)境溫度不變，大氣壓強p075 cmHg

23、)求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(用“cmHg”做單位) 圖6此過程中左管內(nèi)的氣體對外界_(填“做正功”、“做負(fù)功”或“不做功”)，氣體將_(填“吸熱”或“放熱”)答案(1)ab(2)50 cmHg做正功吸熱解析(1)飽和汽壓隨溫度的升高而增大，選項a正確；擴散現(xiàn)象說明分子在永不停息地運動，選項b正確；當(dāng)分子間距離增大時，分子間引力和斥力都減小，選項c錯誤；根據(jù)C知，一定質(zhì)量的理想氣體，在等壓膨脹時，溫度升高，分子的平均動能增大，選項d錯誤(2)設(shè)U型管橫截面積為S，右端與大氣相通時左管中封閉氣體的壓強為p1，右端與一低壓艙接通后，左管中封閉氣體的壓強為p2，氣柱長度為l2，穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強為p.

24、左管中封閉氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得p1V1p2V2p1p0p2pphV1l1SV2l2S由幾何關(guān)系得h2(l2l1)聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得p50 cmHg左管內(nèi)氣體膨脹，氣體對外界做正功，溫度不變，U0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，UQW且W<0，所以QW>0，氣體將吸熱模擬題組5 密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣(不計分子勢能) ()A內(nèi)能增大，放出熱量B內(nèi)能減小，吸收熱量C內(nèi)能增大，對外界做功D內(nèi)能減小，外界對其做功答案D6 某同學(xué)給四只一樣的氣球充入了質(zhì)量相同的空氣(視為理想氣體)，分兩排并列放在光滑的水平面上，再在上面放一輕質(zhì)硬板，而后他慢慢地站到硬板上，在

25、此過程中氣球未爆，且認(rèn)為氣球中氣體溫度不變，外界對氣球中的氣體做了6 J的功，則此過程中氣球_(填“吸收”或“放出”)的熱量為_ J；若換上另外一個人表演時，某個氣球突然爆炸，則該氣體內(nèi)的氣體的內(nèi)能_(填“增大”或“減小”)，氣體的溫度_(填“升高”或“降低”)答案放出6減小降低(限時：30分鐘)題組1熱力學(xué)第一定律的理解1 圖1為焦耳實驗裝置圖，用絕熱性能良好的材料將容器包好，重物下落帶動葉片攪拌容器里的水，引起水溫升高關(guān)于這個實驗，下列說法正確的是 ()圖1A這個裝置可測定熱功當(dāng)量B做功增加了水的熱量C做功增加了水的內(nèi)能D功和熱量是完全等價的，無區(qū)別答案AC解析做功和熱傳遞都可以使物體的內(nèi)

26、能發(fā)生改變，焦耳實驗中是通過做功來增加水的內(nèi)能，所以選項C正確；就物體內(nèi)能的改變來說，做功和熱傳遞是等效的，這是研究熱功當(dāng)量的前提，通過焦耳實驗可測定熱功當(dāng)量，所以選項A正確；一個物體的內(nèi)能是無法測量的，而在某個過程中物體內(nèi)能的變化卻是可以測定的，熱量就是用來測定內(nèi)能變化的一個物理量，所以選項B和D都錯誤2 (2011·重慶理綜·15)某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成開箱時，密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖2所示在此過程中，若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內(nèi)氣體 ()圖2A對外做正功，分子的平均動能減小B對外做正功

27、，內(nèi)能增大C對外做負(fù)功，分子的平均動能增大D對外做負(fù)功，內(nèi)能減小答案A解析氣體膨脹，氣體對外界做正功，又因氣體與外界無熱交換，由熱力學(xué)第一定律可知氣體內(nèi)能減小，因忽略氣體分子間相互作用，即不考慮分子勢能，所以分子的平均動能減小，選項A正確3 (2010·全國理綜·16)如圖3，一絕熱容器被隔板K隔開成a、b兩部分已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空抽開隔板K后，a內(nèi)氣體進入b，最終達到平衡狀態(tài)在此過程中 ()A氣體對外界做功，內(nèi)能減少圖3B氣體不做功，內(nèi)能不變C氣體壓強變小，溫度降低D氣體壓強變小，溫度不變答案BD解析因b內(nèi)為真空，所以抽開隔板后，a內(nèi)氣體可以“自發(fā)”進入

28、b，氣體不做功又因容器絕熱，不與外界發(fā)生熱量傳遞，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可以判斷其內(nèi)能不變，溫度不變由理想氣體狀態(tài)方程可知：氣體體積增大，溫度不變，壓強必然變小，綜上可判斷B、D項正確4. 某校開展探究性課外活動，一同學(xué)用如圖4所示的裝置研究氣體壓強、體積、溫度三量之間的變化關(guān)系該同學(xué)選用導(dǎo)熱良好的汽缸將其開口向下，內(nèi)有理想氣體，并將汽缸固定不動，缸內(nèi)活塞可自由滑動且不漏氣把一溫度計通過缸底小孔插入缸內(nèi)，插口處密封良好，活塞下掛一個沙桶，沙桶裝滿沙子時，活塞恰好靜止，現(xiàn)給沙桶底部鉆一個小洞，讓細(xì)沙慢慢漏出，外部環(huán)境溫度恒定，則() 圖4A外界對氣體做功，內(nèi)能增大B外界對氣體做功，溫度計示數(shù)不變C氣

29、體體積減小，溫度計示數(shù)減小D外界對氣體做功，溫度計示數(shù)增加答案B解析細(xì)沙漏出，汽缸內(nèi)氣體壓強增大，體積減小，外界對氣體做功；汽缸導(dǎo)熱良好，細(xì)沙慢慢漏出，外部環(huán)境溫度穩(wěn)定，氣體溫度不變，即內(nèi)能不變，選項B正確題組2熱力學(xué)定律、第二類永動機的理解5 (2012·福建理綜·28(1)關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動理論，下列說法正確的是()A一定量的氣體吸收熱量，其內(nèi)能一定增大B不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體C若兩分子間距離增大，分子勢能一定增大D若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大答案D解析由熱力學(xué)第一定律UWQ知，一定量的氣體吸收熱量內(nèi)能不一定增大，例如氣體對外做功，且W&

30、gt;Q，那么內(nèi)能將會減少，故A項錯誤；不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化，如果“引起其他變化”，完全可以實現(xiàn)將熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，故B項錯誤；當(dāng)r<r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)分子間距增大時，分子勢能減小，故C項錯誤；根據(jù)分子引力、斥力隨分子間距的變化規(guī)律知，D項正確6 關(guān)于兩類永動機和熱力學(xué)的兩個定律，下列說法正確的是()A第二類永動機不可能制成是因為違反了熱力學(xué)第一定律B第一類永動機不可能制成是因為違反了熱力學(xué)第二定律C由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時做功和熱傳遞一定會改變內(nèi)能D由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳

31、向高溫物體是可能的，從單一熱源吸收熱量，完全變成功也是可能的答案D解析第一類永動機違反能量守恒定律，第二類永動機違反熱力學(xué)第二定律，A、B錯；由熱力學(xué)第一定律可知W0，Q0，但UWQ可以等于0，C錯；由熱力學(xué)第二定律可知D中現(xiàn)象是可能的，但會引起其他變化，D對7 圖5為電冰箱的工作原理示意圖壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化，放出熱量到箱體外下列說法正確的是 ()圖5A熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B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，是因為其消耗了電能C電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D電冰箱的工

32、作原理違反熱力學(xué)第一定律答案BC解析熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，是能量守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱現(xiàn)象，故C正確，D錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，必須借助于其他系統(tǒng)做功，A錯誤，B正確，故選B、C.8 用隔板將一容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定量的氣體，B為真空(如圖6甲所示)，現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體將自動充滿整個容器(如圖乙所示)，這個過程稱為氣體的自由膨脹則關(guān)于氣體的自由膨脹下列說法中正確的是 ()圖6A在自由膨脹過程中，所有氣體分子的運動方向相同B在自由膨脹過程中，只要把握好隔板插入的時機，全部氣體就能到達B部分C氣體充

33、滿整個容器后，只要時間足夠長，還能全部自動回到A部分D氣體充滿整個容器后，B部分中的某些氣體分子有可能再回到A部分答案D解析氣體分子在永不停息地做無規(guī)則運動，在自由膨脹過程中也不例外，選項A錯誤；在自由膨脹過程中，氣體分子將充滿所能達到的空間，即整個容器，選項B錯誤；熱力學(xué)第二定律指出具有大量分子參與的宏觀過程都具有方向性，所以選項C錯誤；氣體充滿整個容器后，氣體分子朝各個方向運動的機會均等，所以B部分中的某些氣體分子有可能再回到A部分，選項D正確題組3熱力學(xué)定律與氣體實驗定律的組合應(yīng)用9. 圖7是密閉的汽缸，外力推動活塞P壓縮氣體，對缸內(nèi)氣體做功800 J，同時氣體向外界放熱200 J，缸內(nèi)

34、氣體的()A溫度升高，內(nèi)能增加600 JB溫度升高，內(nèi)能減少200 J圖7C溫度降低，內(nèi)能增加600 JD溫度降低，內(nèi)能減少200 J答案A解析對一定質(zhì)量的氣體，由熱力學(xué)第一定律UWQ可知，U800 J(200 J)600 J，U為正表示內(nèi)能增加了600 J，對氣體來說，分子間距較大，分子勢能為零，內(nèi)能等于所有分子動能的和，內(nèi)能增加，氣體分子的平均動能增加，溫度升高，選項A正確10(2011·山東理綜·36)氣體溫度計結(jié)構(gòu)如圖8所示玻璃測溫泡A內(nèi)充有理想氣體，通過細(xì)玻璃管B和水銀壓強計相連開始時A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點處，右管D中水銀面高出O點h114 cm，后將A放入待測恒溫槽中，上下移動D，使C中水銀面仍在O點處，測得D中水銀面高出O點h244 cm.(已知外界 圖8大氣壓為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76 cmHg)(1)求恒溫槽的溫度(2)此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能_(填“增大”或“減小”)，氣體不對外做功，氣體將_(填“吸熱”或“放熱”)答案(1)364 K(或91)(2)增大吸熱解析(1)設(shè)恒溫槽的溫度為T2，由題意知T1273 KA內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得p1p0ph1p2p0ph2