2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章熱學(xué)第3節(jié)熱力學(xué)定律（選修3-3）

PAGEPAGE2第3節(jié)熱力學(xué)定律(1)做功和熱傳遞的實(shí)質(zhì)是相同的。(×)(2)絕熱過程中，外界壓縮氣體做功20J，氣體的內(nèi)能一定減少。(×)(3)物體吸收熱量，同時(shí)對外做功，內(nèi)能可能不變。(√)(4)在給自行車打氣時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)打氣筒的溫度升高，這是因?yàn)橥饨鐚怏w做功。(√)(5)自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)幅度越來越小，能量正在消失。(×)(6)利用河水的能量使船逆水航行的設(shè)想，符合能量守恒定律。(√)(7)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。(×)突破點(diǎn)(一)熱力學(xué)第一定律1．改變內(nèi)能的兩種方式的比擬做功熱傳遞區(qū)別內(nèi)能變化情況外界對物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對外界做功，物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體放出熱量，內(nèi)能減少從運(yùn)動(dòng)形式上看做功是宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)向物體的微觀分子熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化熱傳遞是通過分子之間的相互作用，使同一物體的不同局部或不同物體間的分子熱運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移從能量的角度看做功是其他形式的能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程不同物體間或同一物體不同局部之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移能的性質(zhì)變化情況能的性質(zhì)發(fā)生了變化能的性質(zhì)不變聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的2.溫度、內(nèi)能、熱量、功的比擬含義特點(diǎn)溫度表示物體的冷熱程度，是物體分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，它是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，對個(gè)別分子來說，溫度沒有意義狀態(tài)量內(nèi)能(熱能)物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和勢能的總和，它是由大量分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子的相對位置所決定的能熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能的改變量，熱量用來量度熱傳遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少過程量功做功過程是機(jī)械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化過程3.對公式ΔU＝Q＋W符號確實(shí)定符號WQΔU＋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4．三種特殊情況(1)假設(shè)過程是絕熱的，那么Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加。(2)假設(shè)過程中不做功，即W＝0，那么Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加。(3)假設(shè)過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，那么W＋Q＝0或W＝－Q，外界對物體做的功等于物體放出的熱量。[多角練通]1．(多項(xiàng)選擇)(2022·淄博、萊蕪二模)健身球是一個(gè)充滿氣體的大皮球，現(xiàn)把健身球放在水平地面上。假設(shè)在人體壓向健身球的過程中球內(nèi)氣體溫度保持不變，那么()A．氣體分子的平均動(dòng)能增大 B．氣體的密度增大C．氣體的內(nèi)能增大 D．外界對氣體做功解析：選BD在人壓向健身球的過程中，外界對球做功，氣體所占的體積減小，故氣體的密度增大；氣體溫度不變，故氣體分子的平均動(dòng)能不變；由于外界對氣體做功，但氣體溫度不變，故內(nèi)能不變；由熱力學(xué)第一定律可知，氣體對外放熱；故A、C錯(cuò)誤；B、D正確。2．(多項(xiàng)選擇)(2022·潮州朝安區(qū)高三模擬)對于一定量的氣體，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達(dá)的空間的體積，而不是該氣體所有分子體積之和B．只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低C．在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強(qiáng)為零D．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加E．氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高解析：選ABE氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達(dá)的空間的體積，A正確；溫度高，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)就劇烈，B正確；在完全失重的情況下，分子熱運(yùn)動(dòng)不停息，氣體對容器壁的壓強(qiáng)不為零，C錯(cuò)誤；做功也可以改變物體的內(nèi)能，D錯(cuò)誤；氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高，E正確。3．(多項(xiàng)選擇)(2022·海南高考)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到達(dá)狀態(tài)N，其p-V圖像如下圖。在過程1中，氣體始終與外界無熱量交換；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，以下說法正確的選項(xiàng)是()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：選ABE氣體經(jīng)歷過程1，壓強(qiáng)減小，體積變大，氣體膨脹對外做功，內(nèi)能減小，故溫度降低，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eq\f(pV,T)＝C，那么開始時(shí)，氣體體積不變，壓強(qiáng)減小，那么溫度降低，對外放熱；然后壓強(qiáng)不變，體積變大，氣體膨脹對外做功，那么溫度升高，需要吸熱，應(yīng)選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；過程1和過程2的初、末狀態(tài)相同，故氣體內(nèi)能改變量相同，選項(xiàng)E正確。突破點(diǎn)(二)熱力學(xué)第二定律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、做功等。2．熱力學(xué)第一、第二定律的比擬熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第二定律定律揭示的問題它從能量守恒的角度揭示了功、熱量和內(nèi)能改變量三者的定量關(guān)系它指出自然界中出現(xiàn)的宏觀過程是有方向性的機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化當(dāng)摩擦力做功時(shí)，機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能不可能在不引起其他變化的情況下完全變成機(jī)械能熱量的傳遞熱量可以從高溫物體自發(fā)傳向低溫物體說明熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體表述形式只有一種表述形式有多種表述形式兩定律的關(guān)系在熱力學(xué)中，兩者既相互獨(dú)立，又互為補(bǔ)充，共同構(gòu)成了熱力學(xué)知識(shí)的理論根底3.兩類永動(dòng)機(jī)的比擬第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求不需要任何動(dòng)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)器不可能制成的原因違背能量守恒定律不違背能量守恒定律，違背熱力學(xué)第二定律[典例](多項(xiàng)選擇)(2022·東北三省四市模擬)以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．相互間到達(dá)熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等B．民間常用“拔火罐〞來治療某些疾病，方法是將點(diǎn)燃的紙片放入火罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時(shí)，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會(huì)緊緊地“吸〞在皮膚上。其原因是火罐內(nèi)的氣體體積不變時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小C．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在不自發(fā)的條件下，熱傳遞可以逆向D．自發(fā)的熱傳遞過程是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性增大的方向進(jìn)行的[解析]相互間到達(dá)熱平衡的兩物體的溫度相同，內(nèi)能不一定相等，故A錯(cuò)誤；火罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)，所以火罐能“吸〞在皮膚上，故B正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，但在一定外界條件影響下可以實(shí)現(xiàn)，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性增大的方向進(jìn)行的，故D正確。[答案]BCDeq\a\vs4\al([方法規(guī)律])4個(gè)常見的宏觀熱現(xiàn)象方向性實(shí)例(1)高溫物體eq\o(,\s\up7(熱量Q能自發(fā)傳遞),\s\do5(熱量Q不能自發(fā)傳遞))低溫物體。(2)功eq\o(,\s\up7(能獨(dú)立全轉(zhuǎn)化為),\s\do5(不能獨(dú)立地完全轉(zhuǎn)化為))熱量。(3)氣體體積V1eq\o(,\s\up7(能自發(fā)膨脹),\s\do5(不能自發(fā)壓縮))氣體體積V2(V2＞V1)。(4)不同氣體A和Beq\o(,\s\up7(能自發(fā)混合),\s\do5(不能自發(fā)別離))混合氣體AB。[集訓(xùn)沖關(guān)]1．(2022·連云港模擬)關(guān)于能量和能源，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．在能源利用的過程中，能量在數(shù)量上并未減少B．由于自然界中總的能量守恒，所以不需要節(jié)約能源C．能量耗散說明能量在轉(zhuǎn)化過程中不斷減少D．人類在不斷地開發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造解析：選A根據(jù)能量守恒定律可知，在能源使用過程中，能量在數(shù)量上并未減少，故A正確，C錯(cuò)誤；雖然自然界中的總能量不會(huì)減少，但是能源的品質(zhì)會(huì)降低，無法再利用，故還需要節(jié)約能源，故B錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒可知，能量不會(huì)被創(chuàng)造，也不會(huì)消失，故D錯(cuò)誤。2．(2022·重慶模擬)卡諾循環(huán)是由法國工程師卡諾于1824年提出的，它可用于分析熱機(jī)的工作過程，卡諾循環(huán)包括四個(gè)步驟：等溫膨脹、絕熱膨脹、等溫壓縮、絕熱壓縮。以下相關(guān)說法中正確的選項(xiàng)是()A．隨著設(shè)備的改良和技術(shù)的提高，熱機(jī)效率可能到達(dá)100%B．絕熱膨脹和絕熱壓縮過程中，氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能保持不變C．等溫壓縮過程中，因外界對氣體做功，故氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能增大D．等溫膨脹過程中，單位時(shí)間內(nèi)在單位面積上碰撞氣缸壁的分子數(shù)減少解析：選D由熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)效率不可能到達(dá)100%，選項(xiàng)A錯(cuò)；絕熱膨脹和絕熱壓縮過程中，與外界沒有熱量交換，而氣缸體積改變，氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能因做功而改變，選項(xiàng)B錯(cuò)；等溫壓縮過程中，溫度不變，氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變，選項(xiàng)C錯(cuò)；等溫膨脹過程中，溫度不變，體積增大，單位體積內(nèi)分子數(shù)目減少，單位時(shí)間內(nèi)在單位面積上碰撞氣缸壁的分子數(shù)減少，選項(xiàng)D對。3．(多項(xiàng)選擇)(2022·洛陽孟津一高檢測)以下說法正確的選項(xiàng)是()A．液體外表層分子間距離大于液體內(nèi)局部子間距離，故液體外表存在張力B．懸浮在液體中的固體小顆粒會(huì)不停地做無規(guī)那么的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng)C．把很多小的單晶體放在一起，就變成了非晶體D．第二類永動(dòng)機(jī)沒有違反能量守恒定律E．絕對零度不可到達(dá)解析：選ADE通常，處于液體外表層的分子較為稀疏，其分子間距較大，液體分子之間的合力表現(xiàn)為平行于液體界面的引力，故A正確；懸浮在液體中的固體小顆粒會(huì)不停地做無規(guī)那么的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；把很多小的單晶體放在一起，就變成了多晶體，故C錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)沒有違反能量守恒定律，但是違背了熱力學(xué)第二定律，故D正確；因?yàn)槿魏慰臻g必然存有能量和熱量，也不斷進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換而不消失，所以絕對零度是不存在的，故E正確。突破點(diǎn)(三)氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的綜合求解此類綜合問題的通用思路[典例](2022·濰坊模擬)如下圖在絕熱氣缸內(nèi)，有一絕熱輕活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，開始時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為27℃，封閉氣柱長為9cm，活塞橫截面積S＝50cm2?，F(xiàn)通過氣缸底部電阻絲給氣體加熱一段時(shí)間，此過程中氣體吸熱22J，穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?27℃。大氣壓強(qiáng)等于105Pa，活塞與氣缸間無摩擦，求：(1)加熱后活塞到氣缸底部的距離；(2)此過程中氣體內(nèi)能改變了多少。[解析](1)取被封閉的氣體為研究的對象，開始時(shí)氣體的體積為L1S，溫度為：T1＝(273＋27)K＝300K，末狀態(tài)的體積為：L2S，溫度為：T2＝(273＋127)K＝400K氣體做等壓變化，那么：eq\f(L1S,T1)＝eq\f(L2S,T2)代入數(shù)據(jù)得：L2＝12cm。(2)在該過程中，氣體對外做功：W＝F·ΔL＝p0S(L2－L1)＝105×50×10－4×(12－9)×10－2J＝15J，由熱力學(xué)第一定律：ΔU＝Q－W＝22J－15J＝7J。[答案](1)12cm(2)7J[方法規(guī)律]判斷理想氣體內(nèi)能變化的兩種方法(1)一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能的變化完全由溫度變化決定，溫度升高，內(nèi)能增大。(2)假設(shè)吸、放熱和做功情況，可由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q來確定。[集訓(xùn)沖關(guān)]1.(多項(xiàng)選擇)(2022·超級全能生26省聯(lián)考)如下圖，p-V坐標(biāo)系中每個(gè)方格的邊長均相等，在p-V圖中的直線段AB表示一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過程，那么氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的整個(gè)過程中，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．氣體的溫度保持不變B．氣體的內(nèi)能先增加某一值，再減少同樣的值C．氣體對外做功，并吸熱D．氣體的密度不斷減小解析：選BCD設(shè)題圖中每一個(gè)小方格的長度為單位長度1。等溫過程pV＝常量，應(yīng)是一條雙曲線(上半支)，直線段AB明顯不符，故A錯(cuò)誤；pV＝CT，C為恒量，pV越大，T越高。狀態(tài)在(2,2)處溫度最高。在狀態(tài)A和B，pV乘積相等，所以溫度先升高，后又減小到初始溫度；氣體的內(nèi)能先增加某一值，再減少同樣的值，故B正確；氣體膨脹就會(huì)對外界做功，整個(gè)過程中氣體初末溫度相等，所以整個(gè)過程內(nèi)能變化為0。根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，由于氣體的內(nèi)能增加，ΔU＝0，由于氣體膨脹對外做功，W<0，所以Q>0，即氣體一定吸收熱量，故C正確；氣體的體積在不斷增大，質(zhì)量一定，所以氣體的密度在不斷減小，故D正確。2．(2022·大慶一模)如下圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由B變化到C。狀態(tài)A的溫度為300K。(1)求氣體在狀態(tài)B的溫度；(2)由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由。解析：(1)由理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pBVB,TB)解得氣體在狀態(tài)B的溫度TB＝1200K。(2)由B→C，氣體做等容變化，由查理定律得：eq\f(pB,TB)＝eq\f(pC,TC)解得TC＝600K故氣體由B到C為等容變化，不做功，但溫度降低，內(nèi)能減小。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，ΔU＝W＋Q，可知?dú)怏w要放熱。答案：(1)1200K(2)放熱對點(diǎn)訓(xùn)練：熱力學(xué)第一定律1．(2022·北京高考)以下說法正確的選項(xiàng)是()A．物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小B．物體對外做功，其內(nèi)能一定減小C．物體吸收熱量，同時(shí)對外做功，其內(nèi)能可能增加D．物體放出熱量，同時(shí)對外做功，其內(nèi)能可能不變解析：選C根據(jù)熱力學(xué)第一定律(公式ΔU＝Q＋W)可知，做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，當(dāng)外界對物體做的功大于物體放出的熱量或物體吸收的熱量大于物體對外界做的功時(shí)，物體的內(nèi)能增加，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；物體放出熱量同時(shí)對外做功，那么Q＋W<0，內(nèi)能減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．(2022·重慶高考)重慶出租車常以天然氣作為燃料。加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，假設(shè)儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，那么罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()A．壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小B．吸收熱量，內(nèi)能增大C．壓強(qiáng)減小，分子平均動(dòng)能增大D．對外做功，分子平均動(dòng)能減小解析：選B溫度是分子平均動(dòng)能的宏觀標(biāo)志，故天然氣的溫度升高過程中，分子平均動(dòng)能增大，又天然氣可視為理想氣體，不需要考慮分子勢能，而氣體質(zhì)量不變，儲(chǔ)氣罐內(nèi)天然氣分子數(shù)不變，所以氣體分子總動(dòng)能增大，故內(nèi)能增大，A、D項(xiàng)錯(cuò)；由熱力學(xué)第一定律可知，氣體體積不變，內(nèi)能增大，那么一定從外界吸收熱量，B項(xiàng)對；天然氣體積不變，隨溫度升高，氣體壓強(qiáng)增大，C項(xiàng)錯(cuò)。3．(2022·福州質(zhì)檢)如圖是某噴水壺示意圖。未噴水時(shí)閥門K閉合，壓下壓桿A可向瓶內(nèi)儲(chǔ)氣室充氣；屢次充氣后按下按柄B翻開閥門K，水會(huì)自動(dòng)經(jīng)導(dǎo)管從噴嘴處噴出。儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體，充氣和噴水過程溫度保持不變，那么()A．充氣過程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體內(nèi)能增大B．充氣過程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能增大C．噴水過程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體放熱D．噴水過程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大解析：選A充氣過程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)氣體的質(zhì)量增加，氣體的溫度不變，故氣體的平均動(dòng)能不變，氣體內(nèi)能增大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；噴水過程中，氣體對外做功，體積增大，而氣體溫度不變，那么氣體吸熱，所以氣體壓強(qiáng)減小，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。對點(diǎn)訓(xùn)練：熱力學(xué)第二定律4．(多項(xiàng)選擇)(2022·湖南長沙模擬)關(guān)于第二類永動(dòng)機(jī)，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．第二類永動(dòng)機(jī)是指沒有冷凝器，只有單一的熱源，能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做功，而不引起其他變化的熱機(jī)B．第二類永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律，所以不可能制成C．第二類永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律，所以不可能制成D．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能E．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其他變化解析：選ACE由第二類永動(dòng)機(jī)的定義知，A正確；第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，故B錯(cuò)誤，C正確；機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不引起其他變化，故E正確，D錯(cuò)誤。5．(多項(xiàng)選擇)(2022·開封5月質(zhì)檢)以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．氣體放出熱量，其分子的平均動(dòng)能可能增大B．布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它可以說明液體分子在永不停息地做無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D．第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第一定律E．某氣體的摩爾體積為V，每個(gè)分子的體積為V0，那么阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA＝eq\f(V,V0)解析：選ABC根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體放出熱量，假設(shè)外界對氣體做功，使氣體溫度升高，其分子的平均動(dòng)能增大，故A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它可以說明液體分子在永不停息地做無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)，故B正確；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力總是隨分子間距離的減小而增大，隨分子間距離的減小，分子力做負(fù)功，所以分子勢能也增大，故C正確；第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律，故D錯(cuò)誤；某固體或液體的摩爾體積為V，每個(gè)分子的體積為V0，那么阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA＝eq\f(V,V0)，對于氣體此式不成立，故E錯(cuò)誤。6．(多項(xiàng)選擇)(2022·濟(jì)南模擬)以下說法正確的選項(xiàng)是()A．單晶體冰糖磨碎后熔點(diǎn)不會(huì)發(fā)生變化B．足球充足氣后很難壓縮，是足球內(nèi)氣體分子間斥力作用的結(jié)果C．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等容過程，吸收熱量，其內(nèi)能一定增加D．自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性增大的方向進(jìn)行的E．一定質(zhì)量的理想氣體體積保持不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)不變解析：選ACD單晶體冰糖有固定的熔點(diǎn)，磨碎后物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不變，熔點(diǎn)不變，A正確；足球充足氣后很難壓縮是由于足球內(nèi)外的壓強(qiáng)差的原因，與氣體的分子之間的作用力無關(guān)，B錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等容過程，吸收熱量，沒有對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，其內(nèi)能一定增加，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，自然發(fā)生的熱傳遞過程是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性增大的方向進(jìn)行的，故D正確；一定質(zhì)量的理想氣體體積保持不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，那么平均速率增大，單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)增大，E錯(cuò)誤。7．(多項(xiàng)選擇)(2022·鄭州高三質(zhì)檢)以下說法正確的選項(xiàng)是()A．分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小B．布朗運(yùn)動(dòng)就是氣體或液體分子的無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)C．食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性D．做功和熱傳遞在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面是不等價(jià)的E．第二類永動(dòng)機(jī)雖不違背能量守恒定律，但也是不可能制成的解析：選ACE分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小，故A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性，C正確；做功和熱傳遞在改變系統(tǒng)內(nèi)能方面是等價(jià)的，故D錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)雖不違背能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律，仍不可能制成，故E正確。對點(diǎn)訓(xùn)練：氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的綜合8．(多項(xiàng)選擇)(2022·廣東高考)如圖為某實(shí)驗(yàn)器材的結(jié)構(gòu)示意圖，金屬內(nèi)筒和隔熱外筒間封閉了一定體積的空氣，內(nèi)筒中有水，在水加熱升溫的過程中，被封閉的空氣()A．內(nèi)能增大B．壓強(qiáng)增大C．分子間引力和斥力都減小D．所有分子運(yùn)動(dòng)速率都增大解析：選AB在水加熱升溫的過程中，封閉氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，選項(xiàng)A正確；根據(jù)eq\f(p,T)＝C知，氣體的壓強(qiáng)增大，選項(xiàng)B正確；氣體的體積不變，氣體分子間的距離不變，分子間的引力和斥力不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率增大，但并不是所有分子運(yùn)動(dòng)的速率都增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.(多項(xiàng)選擇)如下圖，氣缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，封閉著兩局部氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)。現(xiàn)通過電熱絲對氣體A加熱一段時(shí)間，后來活塞到達(dá)新的平衡，不計(jì)氣體分子勢能，不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，那么以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．氣體A吸熱，內(nèi)能增加B．氣體B吸熱，對外做功，內(nèi)能不變C．氣體A分子的平均動(dòng)能增大D．氣體A和氣體B內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大E．氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對器壁單位面積碰撞次數(shù)減少解析：選ACE氣體A進(jìn)行等容變化，那么W＝0，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知?dú)怏wA吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度升高，氣體A分子的平均動(dòng)能變大，但是不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增加，選項(xiàng)A、C正確，D錯(cuò)誤；因?yàn)橹虚g是導(dǎo)熱隔板，所以氣體B吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加；又因?yàn)閴簭?qiáng)不變，故體積變大，氣體對外做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氣體B的壓強(qiáng)不變，但是體積增大，平均動(dòng)能增大，所以氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少，選項(xiàng)E正確。10．〔多項(xiàng)選擇〕(2022·哈爾濱第三中學(xué)模擬)以下關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說法正確的選項(xiàng)是()A．氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在勢能的緣故B．一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子之間的勢能增加C．對于一定量的氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱D．如果氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，因此壓強(qiáng)必然增大E．一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子之間勢能的總和解析：選BCE氣體分子間距較大，分子間的分子力很小，分子永不停息地做無規(guī)那么運(yùn)動(dòng)，所以氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開，故A錯(cuò)誤；一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，內(nèi)能增加，動(dòng)能不變，分子勢能增加，故B正確；由eq\f(pV,T)＝C可知，對于一定量的氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大那么溫度升高，體積增大對外做功，溫度升高那么內(nèi)能增加，結(jié)合熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定從外界吸收熱量，故C正確；氣體分子總數(shù)不變，氣體溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，但不知?dú)怏w體積的變化情況，因此壓強(qiáng)不一定增大，故D錯(cuò)誤；一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子之間勢能的總和，故E正確。故B、C、E正確。11．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中A→B過程為等壓變化，B→C過程為等容變化。VA＝0.3m3，TA＝TC＝300K