3.2-3.3熱力學(xué)第一定律能量守恒定律

3.23.3熱力學(xué)第一定律能量守恒定律知識(shí)點(diǎn)一、熱力學(xué)第一定律1．改變內(nèi)能的兩種方式：做功與傳熱．兩者對(duì)改變系統(tǒng)的內(nèi)能是等價(jià)的．2．熱力學(xué)第一定律：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能變化量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和．1．對(duì)公式ΔU＝Q＋W符號(hào)的規(guī)定符號(hào)WQΔU＋體積減小，外界對(duì)熱力學(xué)系統(tǒng)做功熱力學(xué)系統(tǒng)吸收熱量?jī)?nèi)能增加－體積增大，熱力學(xué)系統(tǒng)對(duì)外界做功熱力學(xué)系統(tǒng)放出熱量?jī)?nèi)能減少2.氣體狀態(tài)變化的幾種特殊情況(1)絕熱過(guò)程：Q＝0，則ΔU＝W，系統(tǒng)內(nèi)能的增加(或減少)量等于外界對(duì)系統(tǒng)(或物體對(duì)外界)做的功．(2)等容過(guò)程：W＝0，則ΔU＝Q，物體內(nèi)能的增加量(或減少量)等于系統(tǒng)從外界吸收(或系統(tǒng)向外界放出)的熱量．(3)等溫過(guò)程：始末狀態(tài)一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＝－Q(或Q＝－W)，外界對(duì)系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)放出的熱量(或系統(tǒng)吸收的熱量等于系統(tǒng)對(duì)外界做的功)．3．判斷氣體是否做功的方法一般情況下看氣體的體積是否變化．①若氣體體積增大，表明氣體對(duì)外界做功，W<0.②若氣體體積減小，表明外界對(duì)氣體做功，W>0.4．應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的一般步驟(1)根據(jù)符號(hào)法則寫(xiě)出各已知量(W、Q、ΔU)的正負(fù)；(2)根據(jù)方程ΔU＝W＋Q求出未知量；(3)再根據(jù)未知量結(jié)果的正負(fù)來(lái)確定吸放熱情況、做功情況或內(nèi)能變化情況．知識(shí)點(diǎn)二、氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用熱力學(xué)第一定律與理想氣體狀態(tài)方程結(jié)合問(wèn)題的分析思路：(1)利用體積的變化分析做功情況．氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功；氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功．(2)利用溫度的變化分析理想氣體內(nèi)能的變化．一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，溫度升高，內(nèi)能增加；溫度降低，內(nèi)能減?。?3)利用熱力學(xué)第一定律判斷是吸熱還是放熱．由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，則Q＝ΔU－W，若已知?dú)怏w的做功情況和內(nèi)能的變化情況，即可判斷氣體狀態(tài)變化是吸熱過(guò)程還是放熱過(guò)程知識(shí)點(diǎn)三、能量守恒定律1．能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化(1)各種運(yùn)動(dòng)形式都有對(duì)應(yīng)的能：機(jī)械運(yùn)動(dòng)有機(jī)械能，分子的熱運(yùn)動(dòng)有內(nèi)能，還有電磁能、化學(xué)能、核能等．(2)各種形式的能，通過(guò)某種力做功可以相互轉(zhuǎn)化．例如：利用電爐取暖或燒水，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；煤燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；列車剎車后，輪子溫度升高，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．2．能量守恒的兩種表達(dá)(1)某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等．(2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等．3．第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因分析如果沒(méi)有外界供給熱量而對(duì)外做功，由ΔU＝W＋Q知，系統(tǒng)內(nèi)能將減小．若想源源不斷地做功，在無(wú)外界能量供給的情況下是不可能的．（多選）（2023秋?密山市期末）某同學(xué)用喝完的飲料罐，制作一個(gè)簡(jiǎn)易氣溫計(jì)。如圖所示，在這個(gè)空的鋁制飲料罐中插入一根粗細(xì)均勻的透明吸管，接口處用蠟密封。吸管中引入一段長(zhǎng)度可忽略的油柱，在吸管上標(biāo)上溫度刻度值。罐內(nèi)氣體可視為理想氣體，外界大氣壓不變，以下說(shuō)法中正確的有（）A．吸管上的溫度刻度值左小右大 B．吸管上的溫度刻度分布不均勻 C．氣溫升高時(shí)，罐內(nèi)氣體增加的內(nèi)能大于吸收的熱量 D．在完全失重的環(huán)境下，這個(gè)氣溫計(jì)仍可使用【解答】解：A、若水平狀態(tài)的油柱緩慢移動(dòng)，則內(nèi)外的壓強(qiáng)相等，故封閉的理想氣體發(fā)生了等壓變化，若溫度升高，氣體體積變大，油柱向右移動(dòng)，則吸管上的溫度刻度值左小右大，故A正確；B、根據(jù)蓋—呂薩克定律V1T1而ΔV=Δl?有ΔT=T可以得到ΔT與Δl成正比關(guān)系，所以吸管上所標(biāo)溫度的刻度是均勻的，故B錯(cuò)誤；C、氣溫升高時(shí)發(fā)生等壓膨脹，有升溫內(nèi)能增加ΔU＞0，碰撞氣體對(duì)外做功W＜ΔU=Q+W可知?dú)怏w吸熱Q＞0，且吸收的熱量大于對(duì)外做的功，吸收的熱量大于罐內(nèi)氣體增加的內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；D、氣溫計(jì)是利用微觀的分子熱運(yùn)動(dòng)形成等壓過(guò)程的原理制成，與宏觀的超失重現(xiàn)象無(wú)關(guān)，故在完全失重的環(huán)境下，這個(gè)氣溫計(jì)仍可使用，故D正確；故選：AD。（2023春?桂林期末）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其V﹣T圖像如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)B的壓強(qiáng)為2.0×105Pa。下列說(shuō)法正確的是（）A．狀態(tài)A→B過(guò)程是等容變化 B．狀態(tài)B→C過(guò)程是等溫變化 C．狀態(tài)A→B的過(guò)程氣體吸熱 D．狀態(tài)B→C過(guò)程氣體對(duì)外做功200J【解答】解：AB．由圖可知狀態(tài)A→B過(guò)程體積不變，是等容變化，BC連線過(guò)原點(diǎn)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C，所以狀態(tài)B→C過(guò)程是等壓變化，故A正確，C．A→B過(guò)程體積不變，則氣體對(duì)外做功為W＝0，溫度逐漸降低，所以內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q+W可知該過(guò)程氣體放熱，故C錯(cuò)誤；D．狀態(tài)B→C過(guò)程是等壓變化，氣體對(duì)外做功的大小為W＝p（VC﹣VB）解得W＝400J故D錯(cuò)誤。故選：A。（2023秋?天津期中）一定質(zhì)量的理想氣體在某過(guò)程中，從外界吸收熱量30J，同時(shí)對(duì)外界做功20J，關(guān)于該氣體在此過(guò)程中的內(nèi)能變化量ΔU，說(shuō)法正確的是（）A．ΔU＝+10J B．ΔU＝+50J C．ΔU＝﹣10J D．ΔU＝﹣50J【解答】解：已知理想氣體從外界吸收熱量30J，則Q＝+30J。氣體對(duì)外界做功20J，則W＝﹣20J根據(jù)熱力學(xué)第一定律得ΔU＝Q+W＝+30J﹣20J＝+10J，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A。（2023?道里區(qū)校級(jí)開(kāi)學(xué)）媽媽正在廚房用燃?xì)庠铎译u湯，雞湯香氣四溢，鍋蓋不斷被水蒸氣頂起而發(fā)生“跳動(dòng)”，此過(guò)程涉及的有關(guān)物理現(xiàn)象表述正確的是（）A．煲雞湯過(guò)程中，主要是通過(guò)做功的方式改變內(nèi)能的 B．雞湯香氣四溢屬于擴(kuò)散現(xiàn)象 C．燃?xì)馊紵^(guò)程中熱值減小，雞湯溫度升高，內(nèi)能增大 D．鍋蓋“跳動(dòng)”過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化與內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程相似【解答】解：A、煲雞湯過(guò)程中，雞湯從鍋中吸收熱量，主要是通過(guò)熱傳遞的方式改變雞湯的內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；B、煲雞湯時(shí)，雞湯香氣四溢，說(shuō)明分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，故B正確；C、熱值與物質(zhì)本身有關(guān)，燃?xì)庠谌紵^(guò)程中熱值不變，雞湯的溫度升高，內(nèi)能增大，故C錯(cuò)誤；D、煲雞湯過(guò)程中鍋蓋“跳動(dòng)”，是水蒸氣膨脹對(duì)鍋蓋做功，推動(dòng)鍋蓋“跳動(dòng)”，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為鍋蓋的機(jī)械能，其能量轉(zhuǎn)化情況與內(nèi)燃機(jī)做功沖程相似，故D錯(cuò)誤。故選：B。（2023秋?南通期中）A、B導(dǎo)熱汽缸，封閉質(zhì)量相同的同種理想氣體，如圖所示，在甲、乙兩個(gè)環(huán)境中，兩汽缸內(nèi)氣體體積相同，現(xiàn)將甲、乙兩環(huán)境升高相同的溫度，則A、B氣缸內(nèi)的氣體（）A．分子的平均動(dòng)能相同 B．內(nèi)能的增加量不相同 C．體積的增加量相同 D．吸收的熱量相同【解答】解：A.根據(jù)平衡條件結(jié)合題圖可知pB＞pA根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程pV由于A、B氣缸內(nèi)氣體的體積相同，因此兩氣缸的初溫TA＜TB甲、乙兩環(huán)境升高相同的溫度后，因此A、B氣缸內(nèi)的氣體的末溫TA′＜TB′溫度不相同，分子的平均動(dòng)能不相同，故A錯(cuò)誤；B.一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，A、B氣缸內(nèi)的氣體的初溫和末溫都相同，氣體的溫度變化相同，氣體內(nèi)能的增加量相同，故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV可得T=由于A、B氣缸內(nèi)的氣體的壓強(qiáng)不同，因此T﹣V圖像的斜率不同當(dāng)A、B氣缸內(nèi)的氣體升高相同的溫度，A、B氣缸內(nèi)的氣體體積的增加量不相同，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W+Q，氣體內(nèi)能的增加量等于吸收的熱量，氣體內(nèi)能的增加量相同，吸收的熱量相同，故D正確。故選：D。（2023?亭湖區(qū)校級(jí)模擬）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開(kāi)始分別經(jīng)過(guò)等溫膨脹和絕熱過(guò)程，到達(dá)狀態(tài)B和C，B、C狀態(tài)的體積相同，則（）A．狀態(tài)B的內(nèi)能等于狀態(tài)C B．狀態(tài)B的內(nèi)能小于狀態(tài)C C．A→B與A→C過(guò)程對(duì)外做功相等 D．A→B過(guò)程吸收的熱量大于A→C過(guò)程對(duì)外做的功【解答】解：AB．狀態(tài)A經(jīng)過(guò)等溫膨脹到達(dá)狀態(tài)B，一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能只與溫度有關(guān)，因此狀態(tài)A與狀態(tài)B內(nèi)能相等，而狀態(tài)A經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程到達(dá)狀態(tài)C，且體積增大，氣體對(duì)外界做功，因此內(nèi)能減小，故狀態(tài)B的內(nèi)能大于狀態(tài)C，故AB錯(cuò)誤；CD．設(shè)狀態(tài)B氣體溫度為T(mén)1，狀態(tài)C氣體溫度為T(mén)2，由AB選項(xiàng)分析可得T1＞T2故A→B與A→C過(guò)程p﹣V圖像如下根據(jù)p﹣V圖像圖線與橫軸圍成的面積表示做的功可知W1＞W(wǎng)2由于A→B過(guò)程內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q+W，可知吸收的熱量等于對(duì)外做的功，即Q吸＝W1＞W(wǎng)2故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。（2023春?清遠(yuǎn)期末）騎自行車既是安全、綠色的出行方式之一，又是比較不錯(cuò)的有氧運(yùn)動(dòng)。山地自行車安裝了氣壓式減震裝置來(lái)抵抗顛簸從而受到不少人的喜愛(ài)，其原理如圖所示。如果路面不平，隨著騎行時(shí)自行車的顛簸，活塞上下振動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．活塞迅速下壓時(shí)汽缸內(nèi)的氣體對(duì)外界做負(fù)功 B．活塞迅速下壓時(shí)汽缸內(nèi)的氣體溫度可能減小 C．活塞迅速下壓時(shí)汽缸內(nèi)的氣體的壓強(qiáng)變小 D．活塞迅速下壓時(shí)汽缸內(nèi)的氣體的內(nèi)能減小【解答】解：當(dāng)活塞迅速下壓時(shí)外界對(duì)氣體做功（汽缸內(nèi)的氣體對(duì)外界做負(fù)功），且來(lái)不及熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體的內(nèi)能增大，溫度升高，汽缸內(nèi)的氣體分子平均動(dòng)能增大，氣體的體積減小，則氣體壓強(qiáng)增大，故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選：A。（2023?全國(guó)）一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在汽缸中，p﹣V圖中的a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)其三種狀態(tài)，若a、b兩狀態(tài)體積相等，則氣體無(wú)論通過(guò)什么途徑（）A．從狀態(tài)a變化到c，內(nèi)能一定增加 B．從狀態(tài)b變化到c的過(guò)程中，氣體始終對(duì)外做功 C．從狀態(tài)b變化到a的過(guò)程中，氣體始終對(duì)外做功 D．從狀態(tài)a變化到b，吸收的熱量一定大于放出的熱量【解答】解：A、從狀態(tài)a變化到c，氣體壓強(qiáng)增大、體積增大，由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知，氣體溫度升高，則內(nèi)能一定增加，故B、從狀態(tài)b變化到c的過(guò)程中，當(dāng)氣體按照從b到a再到c的途徑變化狀態(tài)時(shí)，在從b到a狀態(tài)過(guò)程中，氣體體積不變，此過(guò)程氣體沒(méi)有對(duì)外做功，故B錯(cuò)誤；C、從狀態(tài)b變化到a的過(guò)程中，若氣體從b狀態(tài)直接變化到a狀態(tài)，由于氣體體積不變，此過(guò)程氣體沒(méi)有對(duì)外做功，故C錯(cuò)誤；D、從狀態(tài)a直接變化到b時(shí)，氣體壓強(qiáng)減小、體積不變，由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知，氣體溫度降低，內(nèi)能減少，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W+Q可知，ΔU＜0，W＝0，則Q＜當(dāng)氣體按照從a到c再到b的途徑變化狀態(tài)時(shí)，從a到c，氣體壓強(qiáng)增大、體積增大，由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知，氣體溫度升高，內(nèi)能增加。由熱力學(xué)第一定律有ΔU1＝W1+Q1，ΔU1＞0，W1＜0，則Q1＞0，Q從c到b，氣體壓強(qiáng)減小、體積減小，由理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知，氣體溫度降低，內(nèi)能減少。由熱力學(xué)第一定律有ΔU2＝W2+Q2，ΔU2＜0，W2＞0，則Q2＜0，Q因?yàn)镼＝Q1+Q2，Q＜0，所以Q2的絕對(duì)值大于Q1的絕對(duì)值，即吸收的熱量小于放出的熱量，故D錯(cuò)誤。故選：A。（2022秋?武漢期末）北京時(shí)間2022年11月1日4時(shí)27分，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙成功對(duì)接于天和核心艙前向端口，形成“T”字基本構(gòu)型。12塊太陽(yáng)能電池板為中國(guó)空間站的正常工作提供能量。下列說(shuō)法正確的是（）A．太陽(yáng)能電池板能將太陽(yáng)能100%轉(zhuǎn)化為電能 B．能量守恒的過(guò)程不一定能自發(fā)地發(fā)生 C．人們對(duì)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用，說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生 D．能的轉(zhuǎn)化過(guò)程符合能量守恒定律，因此不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)【解答】解：A．能量的轉(zhuǎn)化存在能量耗散，能量的轉(zhuǎn)化達(dá)不到100%，故A錯(cuò)誤；B．能量守恒的過(guò)程不一定能自發(fā)地發(fā)生，自然發(fā)生的熱學(xué)現(xiàn)象具有方向性，比如摩擦生熱就不能自發(fā)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，故B正確；C．能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，能量可以相互轉(zhuǎn)化，故C錯(cuò)誤；D．能量在利用和轉(zhuǎn)化的過(guò)程中是由方向性的，有些能量很難被重新利用，所以還是存在能源危機(jī)，故D錯(cuò)誤。故選：B。（2023春?開(kāi)福區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，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)。離開(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)。下列說(shuō)法正確的是（）A．熱水將熱量傳遞給葉片，所以熱水的溫度會(huì)降低 B．由形狀記憶合金自身提供了轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的能量 C．轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性一直轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要消耗外界能量 D．葉片在熱水中吸收的熱量等于在空氣中釋放的熱量【解答】解：A.熱水將熱量傳遞給葉片，同時(shí)熱水會(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)能減少，所以熱水的溫度會(huì)降低，故A正確；B.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)輪自身提供，而是消耗了水的內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；C.葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不是靠自身的慣性，是葉片吸收了熱水的能力，通過(guò)形變轉(zhuǎn)化為葉輪的動(dòng)能，這個(gè)過(guò)程是消耗了外界（熱水）的能量，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)熱力學(xué)第二定律，物體不可能從單一熱源吸收能量全部用來(lái)對(duì)外做功而不引起其他變化，故葉片在熱水中吸收的熱量一部分克服重力做功，使葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，所以葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量，故D錯(cuò)誤。故選：A。（2023?京口區(qū)校級(jí)開(kāi)學(xué)）網(wǎng)上熱賣的一款“鋼球永動(dòng)機(jī)”如圖所示。小球從平臺(tái)中心小孔P由靜止下落，經(jīng)小孔下方快速旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)輪加速后，由Q點(diǎn)拋出并落回平臺(tái)，每次軌跡如圖中虛線所示。則（）A．該“鋼球永動(dòng)機(jī)”不違背能量守恒定律 B．小球在空中上升過(guò)程中，處于超重狀態(tài) C．小球在空中上升過(guò)程中，速度變化的方向豎直向上 D．小球在空中上升過(guò)程中，克服重力做功的功率恒定【解答】解：A、鋼球運(yùn)動(dòng)中因摩擦力、空氣阻力造成的機(jī)械能損失，由小孔下方快速旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)輪補(bǔ)充，該“鋼球永動(dòng)機(jī)”不違背能量守恒定律，故A正確；B、小球在空中上升過(guò)程中，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度向下，所以小球處于失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；C、小球在空中上升過(guò)程中，由Δv＝gt，可知速度變化的方向與加速度方向相同，即豎直向下，故C錯(cuò)誤；D、小球在空中上升過(guò)程中，重力做功的功率P＝mgvy由于豎直方向上速度大小變化，所以克服重力做功的功率不恒定，故D錯(cuò)誤。故選：A。（2023春?馬鞍山期末）某風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為R的圓面。某時(shí)間內(nèi)該地區(qū)的風(fēng)速是v，風(fēng)向恰好跟葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的圓面垂直，空氣的密度為ρ，發(fā)電機(jī)將圓內(nèi)空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η。則（）A．單位時(shí)間內(nèi)沖擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的體積為2πR2v B．單位時(shí)間內(nèi)沖擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的動(dòng)能為ρπRC．風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為ηρπR2v3 D．風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為ηρπ【解答】解：A、單位時(shí)間內(nèi)沖擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的體積為：V＝πR2v，故A錯(cuò)誤；B、單位時(shí)間內(nèi)沖擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的動(dòng)能為：Ek=1CD、發(fā)電機(jī)將圓內(nèi)空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為：P=ηE故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。（2023?呂梁開(kāi)學(xué)）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從圖中A狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)歷了B、C狀態(tài)，最后到D狀態(tài).，AB的反向延長(zhǎng)線過(guò)O點(diǎn)，BC和DA連戰(zhàn)與橫軸平行，CD與縱軸平行，則下列判斷正確的是（）A．A→B過(guò)程，氣體放出熱量 B．B→C過(guò)程，氣體體積增大 C．C→D過(guò)程，氣體壓強(qiáng)減小的原因是氣體分子數(shù)密度減小 D．整個(gè)過(guò)程，氣體對(duì)外做的功大于外界對(duì)氣體做的功【解答】解：A．在p﹣T圖像中，AB的反向延長(zhǎng)線過(guò)O點(diǎn)，結(jié)合氣體狀態(tài)方程pVT=C可知A→B過(guò)程為等容變化過(guò)程，氣體對(duì)外界不做功；由圖可知該過(guò)程氣體溫度升高，內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W+Q可知，氣體一定吸收熱量，故B．由圖可知B→C過(guò)程為等壓過(guò)程，溫度降低，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知，氣體體積減小，故C．C→D過(guò)程為等溫過(guò)程，氣體壓強(qiáng)減小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知體積增大，由于分子平均動(dòng)能不變，因此壓強(qiáng)減小的原因是氣體分子數(shù)密度減小，故D．作出氣體狀態(tài)變化對(duì)應(yīng)的p﹣V圖像，其中C到D的過(guò)程為等溫過(guò)程。p﹣V圖像與V軸圍成的面積代表功，B→C過(guò)程外界對(duì)氣體做功，C→D過(guò)程氣體對(duì)外做功，可以確定整個(gè)過(guò)程氣體對(duì)外做的功小于外界對(duì)氣體做的功，故D錯(cuò)誤。故選：C。（2023?山東模擬）一定質(zhì)量的理想氣體自狀態(tài)M變化到狀態(tài)N，又變化到狀態(tài)P，其變化過(guò)程中各狀態(tài)的壓強(qiáng)p和體積V的關(guān)系如圖所示，其中MN的反向延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)，NP段為雙曲線的一支。下列說(shuō)法正確的是（）A．自狀態(tài)M變化到狀態(tài)N，氣體的內(nèi)能沒(méi)有變化 B．自狀態(tài)M變化到狀態(tài)N，氣體吸收的熱量為300J C．自狀態(tài)N變化到狀態(tài)P，氣體吸收的熱量約為475J D．自狀態(tài)M變化到狀態(tài)N，再變化到狀態(tài)P，氣體對(duì)外做的功為600J【解答】解：A．根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程pVT=C，結(jié)合圖像可知自狀態(tài)M變化到狀態(tài)N，p、V的乘積增大，因此溫度T升高，氣體內(nèi)能增大，故B．自狀態(tài)M變化到狀態(tài)N，氣體對(duì)外做的功等于圖線和V軸圍成的面積，可得外界對(duì)氣體做功為：W1=-2+42內(nèi)能的增量ΔU1＞0，由ΔU1＝W1+Q1，可得氣體吸收的熱量Q1＞300J，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖像可知圖像中每個(gè)小格對(duì)應(yīng)的功為W0＝0.5×105×0.5×10﹣3J＝25J，自狀態(tài)N變化到狀態(tài)P，氣體對(duì)外做的功對(duì)應(yīng)圖線和V軸圍成的面積，可得外界對(duì)氣體做功約為：W2＝﹣25×19J＝﹣475J。自狀態(tài)N變化到狀態(tài)P的曲線段為雙曲線的一支，所以溫度不變，內(nèi)能不變，ΔU2＝0，由ΔU2＝W2+Q2，則氣體吸收的熱量約為Q2＝475J，故C正確；D．自狀態(tài)M變化到狀態(tài)N再變化到狀態(tài)P，氣體對(duì)外做的功W＝|W1|+|W2|＝300J+475J＝775J，故D錯(cuò)誤。故選：C。（2023?北京開(kāi)學(xué)）如圖所示，將一個(gè)小玻璃瓶開(kāi)口向下放入密封的塑料礦泉水?中，小玻璃瓶中封閉一段空氣?，F(xiàn)用手?jǐn)D壓礦泉水瓶，小玻璃瓶緩慢下沉到底部；適當(dāng)減小擠壓礦泉水瓶的程度，使小玻璃瓶緩慢上浮。若小玻璃瓶上浮過(guò)程中其內(nèi)部的空氣溫度保持不變，忽略氣體分子個(gè)數(shù)變化，則在此過(guò)程中小玻璃瓶中的空氣（）A．體積不變，內(nèi)能不變 B．體積減小，內(nèi)能減小 C．體積增大，對(duì)外界做正功 D．對(duì)外界做正功，并放出熱量【解答】解：小玻璃瓶上浮過(guò)程中其內(nèi)部的空氣溫度保持不變，小玻璃瓶緩慢上浮壓強(qiáng)減小，根據(jù)pV＝C可知，體積變大，對(duì)外做功，溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)ΔU＝Q+W可知，吸收熱量，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C。（2023春?黔西南州期末）如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱汽缸內(nèi)用絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，初始時(shí)汽缸開(kāi)口向上放置，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，將汽缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°過(guò)程中，缸內(nèi)氣體（）A．內(nèi)能增加，外界對(duì)氣體做正功 B．內(nèi)能減小，氣體壓強(qiáng)增加 C．溫度降低，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例減少 D．溫度升高，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增加【解答】解：初始時(shí)汽缸開(kāi)口向上，活塞處于平衡狀態(tài)，汽缸內(nèi)外氣體對(duì)活塞的壓力差與活塞的重力平衡，則有（p1﹣p0）s＝mg汽缸在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，汽缸內(nèi)外氣體對(duì)活塞的壓力差大于重力沿汽缸壁的分力，故汽缸內(nèi)氣體緩慢的將活塞往外推，最后汽缸水平，缸內(nèi)氣壓等于大氣壓。AB．汽缸、活塞都是絕熱的，故缸內(nèi)氣體與外界沒(méi)有發(fā)生熱傳遞，變化過(guò)程中氣體的體積變大，氣體對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q+W可知?dú)怏w內(nèi)能減小，氣體壓強(qiáng)減小，故AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)上述分析可知，氣體內(nèi)能減小，缸內(nèi)理想氣體的溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率減小，故速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例減小，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：C。（2023?海安市開(kāi)學(xué)）1824年，法國(guó)工程師卡諾提出了具有重要理論意義的循環(huán)過(guò)程——卡諾循環(huán)。如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體卡諾循環(huán)的p﹣V圖像，該循環(huán)由兩個(gè)絕熱和兩個(gè)等溫過(guò)程組成，則下列說(shuō)法正確的是（）A．TA＜TB B．TB＜TC C．整個(gè)循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)吸收的熱量大于放出的熱量 D．A→B氣體對(duì)外界做的功等于C→D外界對(duì)氣體做的功【解答】解：A、根據(jù)p﹣V圖像可知，從A→B氣體體積增大，外界對(duì)氣體做負(fù)功，而該過(guò)程為絕熱過(guò)程，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能減少，溫度降低，則有TA＞TB故A錯(cuò)誤B、氣體從B→C為等溫變化，則有TB＝TC故B錯(cuò)誤C、根據(jù)p﹣V圖像與橫軸圍成的面積表示功的大小，可知整個(gè)循環(huán)過(guò)程，外界對(duì)氣體做正功，而氣體的內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，整個(gè)循環(huán)過(guò)程，氣體向外界放熱，則整個(gè)循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)吸收的熱量小于放出的熱量故C錯(cuò)誤D、由于D→A和B→C為等溫變化，設(shè)TD＝TA＝T1，TB＝TC＝T2由于A→B和C→D兩個(gè)過(guò)程是絕熱過(guò)程；A→B過(guò)程氣體對(duì)外做功，氣體溫度由TI減小到T2，由熱力學(xué)第一定律可知，減少的內(nèi)能等于A→B過(guò)程氣體對(duì)外做的功；C→D過(guò)程外界對(duì)氣體做功，氣體溫度由T2增加到T1，由熱力學(xué)第一定律可知，增加的內(nèi)能等于C→D過(guò)程外界對(duì)氣體做功，則A→B氣體對(duì)外界做的功等于C→D外界對(duì)氣體做的功，故D正確。故選：D。（2023春?安徽期末）如圖是密閉的汽缸，外力推動(dòng)活塞P壓縮理想氣體，對(duì)缸內(nèi)氣體做功200J，同時(shí)氣體向外界放熱100J，缸內(nèi)氣體的（）A．溫度升高，內(nèi)能增加100J B．溫度升高，內(nèi)能減少200J C．溫度降低，內(nèi)能增加100J D．溫度降低，內(nèi)能減少200J【解答】解：外界對(duì)氣體做功200J，則有：W＝200J氣體向外放熱100J，則有：Q＝﹣100J根據(jù)熱力學(xué)第一定律得氣體內(nèi)能的變化量為：ΔU＝W+Q＝200J﹣100J＝100J即內(nèi)能增加100J，對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能增加溫度必然升高，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A。（2023?順德區(qū)模擬）如圖，小明把空的玻璃瓶開(kāi)口向下緩慢壓入恒溫水中，瓶?jī)?nèi)空氣無(wú)泄漏，在下降過(guò)程中（）A．氣體從外界吸熱 B．單位面積單位時(shí)間氣體分子撞擊瓶壁次數(shù)增多 C．氣體內(nèi)能增大 D．氣體對(duì)外做功【解答】解：ACD．在玻璃瓶下壓過(guò)程中，根據(jù)玻意耳定律pV＝C可知，氣體壓強(qiáng)變大，體積減??；氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功；由于氣體的溫度不變，因此氣體內(nèi)能不變；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q+W可知，氣體向外放熱，故ACD錯(cuò)誤；B．氣體壓強(qiáng)變大，溫度不變，則氣體分子平均動(dòng)能不變，氣體體積減小，氣體分子的密集程度增加，則單位面積單位時(shí)間氣體分子撞擊瓶壁次數(shù)增多，故B正確。故選：B。（2023春?楊浦區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開(kāi)始，經(jīng)歷AB、BC、CD、DA四個(gè)過(guò)程回到原狀態(tài)A，其中AB、CD為等壓過(guò)程，BC、DA為等溫過(guò)程，狀態(tài)C、D的壓強(qiáng)和體積未知，下列說(shuō)法正確的是（）A．在過(guò)程BC中氣體和外界沒(méi)有發(fā)生熱傳遞 B．氣體在狀態(tài)A的內(nèi)能大于在狀態(tài)D的內(nèi)能 C．氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B對(duì)外做功40J D．在過(guò)程CD中外界對(duì)氣體做的功等于在過(guò)程AB中氣體對(duì)外界做的功【解答】解：A．在過(guò)程BC中，體積增大，氣體對(duì)外做功，但由于溫度不變，內(nèi)能保持不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，ΔU＝W+Q，ΔU＝0，W＜0，故Q＞0，所以氣體從外界吸熱，故A錯(cuò)誤；B．DA為等溫過(guò)程，溫度不變，內(nèi)能不變，所以理想氣體在狀態(tài)A的內(nèi)能等于在狀態(tài)D的內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；C．氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B為等壓過(guò)程，體積增大，氣體對(duì)外做功，即W＝pΔV＝4×105×（20﹣10）×10﹣3J＝4000J，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)AB壓強(qiáng)為p1，CD過(guò)程壓強(qiáng)為p2，CD中外界對(duì)氣體做的功為p2（VC﹣VD），過(guò)程AB中氣體對(duì)外界做的功為p1（VB﹣VA），BC等溫過(guò)程，有p1VB＝p2VC，AB等溫過(guò)程，有p1VA＝p2VD，所以過(guò)程CD中外界對(duì)氣體做的功等于在過(guò)程AB中氣體對(duì)外界做的功，故D正確。故選：D。（2024?天河區(qū)一模）我國(guó)自古有“晝漲稱潮，夜?jié)q稱汐”的說(shuō)法。潮汐主要是由太陽(yáng)和月球?qū)Ｋ囊υ斐傻?，以月球?qū)Ｋ囊橹?。如圖是某類潮汐發(fā)原理圖，利用高、低潮位之間的落差，將海水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。設(shè)海灣水庫(kù)的面積為1.0×106m2，漲潮時(shí)水深20m，