第38課熱力學(xué)定律與能量守恒

1、.第38課 ·熱力學(xué)定律與能量守恒1對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解a絕熱系統(tǒng)中可根據(jù)UW判斷內(nèi)能變化1多項(xiàng)選擇2019全國(guó)，5分如下圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開(kāi)，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體到達(dá)穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來(lái)的體積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能一樣B氣體在被壓縮的過(guò)程中內(nèi)能增大C在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功D氣體在被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功E氣體在被壓縮的過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能不變答案：ABD解析：氣體向真空擴(kuò)散過(guò)程中不對(duì)外做功，且又因?yàn)槠捉^熱，可

2、知?dú)怏w自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能一樣，故A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。氣體在被壓縮的過(guò)程中，活塞對(duì)氣體做功，因此氣體內(nèi)能增加，故B項(xiàng)、D項(xiàng)均正確。氣體在被壓縮的過(guò)程中，因氣體內(nèi)能增加，那么溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增加，故E項(xiàng)錯(cuò)誤。b根據(jù)UQW判斷內(nèi)能變化22019北京理綜，6分以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小B物體對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減小C物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增加D物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變答案：C解析：物體放出熱量，假設(shè)外界對(duì)物體做的功大于其放出的熱量，內(nèi)能可能增加，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。物體對(duì)外做功，假設(shè)同時(shí)從外界吸收的熱量大于對(duì)外做的功，那么內(nèi)能增加，故B項(xiàng)錯(cuò)誤

3、。物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，假設(shè)物體吸收的熱量大于對(duì)外做的功，那么內(nèi)能增加，故C項(xiàng)正確。物體放出熱量，Q<0，同時(shí)對(duì)外做功，W<0，那么U<0，內(nèi)能一定減少，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。2對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解a根據(jù)“自發(fā)和“不產(chǎn)生其他影響進(jìn)展相關(guān)判斷3多項(xiàng)選擇2019匯編，5分根據(jù)熱力學(xué)定律，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體2019全國(guó)B熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞2019四川理綜C根據(jù)熱力學(xué)定律，熱機(jī)的效率可以到達(dá)100%2019安徽理綜D物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功2020四川理綜答案：AD解析：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

4、傳到高溫物體，故A項(xiàng)正確。熱量可以從低溫物體傳向高溫物體，但要產(chǎn)生其他影響，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可能到達(dá)100%，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，物體從單一熱源吸收的熱量不能全部用于做功而不產(chǎn)生其他影響，所以在產(chǎn)生其他影響的情況下物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功，故D項(xiàng)正確。b根據(jù)能量守恒與熱力學(xué)第二定律斷定永動(dòng)機(jī)不能制成4經(jīng)典題，4分如下圖，一演示用的“永動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉(zhuǎn)輪后，進(jìn)入熱水的葉片因伸展而“劃水，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分開(kāi)熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A轉(zhuǎn)輪

5、依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要消耗外界能量B轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來(lái)自形狀記憶合金自身C轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水，水溫升高D葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量答案：D解析：轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中抑制摩擦力做功，轉(zhuǎn)輪的速度越來(lái)越小，所以要維持轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)需要外力做功，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。要維持轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)需要外力做功，轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量不能由轉(zhuǎn)輪自己提供，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水的過(guò)程是水對(duì)轉(zhuǎn)輪做功的過(guò)程，同時(shí)水會(huì)向四周放出熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知水的內(nèi)能減小，故水溫降低，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)能量守恒定律，葉片在熱水中吸收的熱量一部分在空氣中釋放，還有一部分轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)輪的機(jī)械能，故葉片在熱水中吸收的熱量一定大于

6、在空氣中釋放的熱量，故D項(xiàng)正確。3氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用a查理定律、玻意耳定律與熱力學(xué)第一定律結(jié)合解題5經(jīng)典題，8分一太陽(yáng)能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開(kāi)場(chǎng)時(shí)內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0。經(jīng)過(guò)太陽(yáng)曝曬，氣體溫度由T0300 K升至T1350 K。求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)；保持T1350 K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強(qiáng)再變回到p0。求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值。判斷在抽氣過(guò)程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡(jiǎn)述原因。5答案：p02分 4分吸熱，因?yàn)槌闅膺^(guò)程中剩余氣體溫度不變，故內(nèi)能不變U0，而剩余氣體膨脹對(duì)外做功W<0，所以根據(jù)

7、熱力學(xué)第一定律UWQ可知Q>0，即剩余氣體要吸熱。2分解析：設(shè)升溫后氣體的壓強(qiáng)為p1，由查理定律得1分代入數(shù)據(jù)得p1p0p01分抽氣過(guò)程可等效為等溫膨脹過(guò)程，設(shè)膨脹后氣體的總體積為V，由玻意耳定律得p1V0p0V1分聯(lián)立式得VV01分設(shè)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值為k，由題意得k1分聯(lián)立式得k1分吸熱，因?yàn)槌闅膺^(guò)程中剩余氣體溫度不變，故內(nèi)能不變U0，而剩余氣體膨脹對(duì)外做功W<0，所以根據(jù)熱力學(xué)第一定律UWQ可知Q>0，即剩余氣體要吸熱。2分b理想氣體狀態(tài)方程C與熱力學(xué)第一定律結(jié)合解題62019重慶理綜，6分某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車(chē)胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的，且車(chē)胎體積增大。假設(shè)這段時(shí)間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么A外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小B外界對(duì)胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大C胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能