2024-2025學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律第3節(jié)熱力學(xué)第一定律能量守恒定律練習(xí)含解析新人教版選修3-3

PAGE11-第3節(jié)熱力學(xué)第肯定律能量守恒定律1．理解熱力學(xué)第肯定律，能應(yīng)用熱力學(xué)第肯定律分析和解決實(shí)際問(wèn)題。2．理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵從的基本規(guī)律。3．知道什么是第一類永動(dòng)機(jī)及其不行能制成的緣由。一、熱力學(xué)第肯定律1．功和熱：eq\o(□,\s\up3(01))做功和eq\o(□,\s\up3(02))熱傳遞這兩種方法在變更內(nèi)能方面是等效的，即肯定數(shù)量的功與確定數(shù)量的熱相對(duì)應(yīng)。2．內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的eq\o(□,\s\up3(03))熱量與外界對(duì)它所做的eq\o(□,\s\up3(04))功的和。3．?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式：ΔU＝eq\o(□,\s\up3(05))Q＋W。二、能量守恒定律1．大量事實(shí)證明：各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化，并且在轉(zhuǎn)化過(guò)程中eq\o(□,\s\up3(01))總量不變。2．能量守恒定律：eq\o(□,\s\up3(02))能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空eq\o(□,\s\up3(03))消逝，它只能從一種形式eq\o(□,\s\up3(04))轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體eq\o(□,\s\up3(05))轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的eq\o(□,\s\up3(06))總量保持不變。3．定律表明(1)各種形式的能可以相互eq\o(□,\s\up3(07))轉(zhuǎn)化。(2)各種互不相關(guān)的物理現(xiàn)象可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律聯(lián)系在一起。三、永動(dòng)機(jī)不行能制成1．第一類永動(dòng)機(jī)：它不須要任何eq\o(□,\s\up3(01))動(dòng)力或eq\o(□,\s\up3(02))燃料，卻能不斷地對(duì)外做功。2．失敗緣由：違反了eq\o(□,\s\up3(03))能量守恒定律。判一判(1)對(duì)物體做功，其內(nèi)能必定變更；物體向外傳出肯定熱量，其內(nèi)能必定變更。()(2)能量既可以轉(zhuǎn)移又可以轉(zhuǎn)化，故能的總量是可以變更的。()(3)違反能量守恒定律的過(guò)程是不行能發(fā)生的。()提示：(1)×(2)×(3)√

課堂任務(wù)熱力學(xué)第肯定律對(duì)熱力學(xué)第肯定律的理解1．熱力學(xué)第肯定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種變更內(nèi)能的方式是等效的，而且給出了做功和熱傳遞之間的定量關(guān)系，此定律是標(biāo)量式，應(yīng)用時(shí)熱量的單位統(tǒng)一為國(guó)際單位制中的焦耳。2．對(duì)公式ΔU＝Q＋W符號(hào)的規(guī)定符號(hào)WQΔU＋外界對(duì)物體做功物體汲取熱量?jī)?nèi)能增加－物體對(duì)外界做功物體放出熱量?jī)?nèi)能削減3．幾種特別狀況(1)若過(guò)程是絕熱的，則Q＝0，外界對(duì)物體所做的功等于物體內(nèi)能的增量。(2)若過(guò)程中不做功，即W＝0，物體汲取的熱量等于物體內(nèi)能的增量。(3)若過(guò)程中的始末狀態(tài)的內(nèi)能不變，則做的功和汲取的熱量的數(shù)值肯定是相同的。例1(1)肯定量的氣體從外界汲取了2.6×105J的熱量，內(nèi)能增加了4.2×105J，是氣體對(duì)外界做了功，還是外界對(duì)氣體做了功？做了多少功？(2)肯定質(zhì)量的氣體，從外界汲取3.5×105J的熱量，同時(shí)氣體對(duì)外界做功2.3×105J，則氣體的內(nèi)能怎樣變更？[規(guī)范解答](1)依據(jù)熱力學(xué)第肯定律表達(dá)式中的符號(hào)法則，知Q＝2.6×105J，ΔU＝4.2×105J。由ΔU＝W＋Q，則W＝ΔU－Q＝4.2×105J－2.6×105J＝1.6×105J。W＞0，說(shuō)明是外界對(duì)氣體做了功。(2)Q＝3.5×105J，W＝－2.3×105J，則ΔU＝Q＋W＝1.2×105J，ΔU為正值，說(shuō)明氣體的內(nèi)能增加1.2×105J。[完備答案](1)外界對(duì)氣體做功1.6×105J(2)增加了1.2×105J1.應(yīng)用熱力學(xué)第肯定律時(shí)的留意事項(xiàng)1應(yīng)用熱力學(xué)第肯定律時(shí)要明確探討的對(duì)象是哪個(gè)物體或者是哪個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)。2應(yīng)用熱力學(xué)第肯定律計(jì)算時(shí)，要依照符號(hào)規(guī)則代入數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)果的正、負(fù)也同樣依照規(guī)則來(lái)說(shuō)明其意義。2.熱力學(xué)第肯定律綜合應(yīng)用技巧熱力學(xué)定律的考查一般與氣體狀態(tài)方程相綜合，要抓住氣體體積增大時(shí)，氣體對(duì)外界做正功，體積減小時(shí)，外界對(duì)氣體做正功的關(guān)鍵點(diǎn)。eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練1－1])關(guān)于物體內(nèi)能的變更，以下說(shuō)法中正確的為()A．物體汲取熱量，內(nèi)能肯定增大B．物體對(duì)外做功，內(nèi)能肯定減小C．物體汲取熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變D．物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變答案C解析依據(jù)熱力學(xué)第肯定律ΔU＝W＋Q，物體的內(nèi)能的變更與外界對(duì)物體做功(或物體對(duì)外界做功)、物體從外界吸熱(或向外界放熱)這兩種因素有關(guān)。物體汲取熱量，但有可能同時(shí)對(duì)外做功，故內(nèi)能有可能不變甚至減小，故A錯(cuò)誤；同理，物體對(duì)外做功的同時(shí)有可能吸熱，故內(nèi)能不肯定減小，B錯(cuò)誤；若物體汲取的熱量與對(duì)外做功相等，則內(nèi)能不變，故C正確；因放熱和對(duì)外做功都會(huì)使物體內(nèi)能減小，故D錯(cuò)誤。eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練1－2])如圖所示，一導(dǎo)熱汽缸放在水平面上，其內(nèi)封閉肯定質(zhì)量的某種志向氣體，活塞通過(guò)滑輪組與一重物連接，并保持平衡，已知汽缸高度為h，起先活塞在汽缸中心，初始溫度為t攝氏度，活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0。物體重力為G，活塞質(zhì)量及一切摩擦不計(jì)，緩慢上升環(huán)境溫度，使活塞上升Δx，封閉氣體汲取了Q的熱量，(汽缸始終未離開地面)求：(1)環(huán)境溫度上升了多少度？(2)氣體的內(nèi)能的變更量。答案(1)eq\f(2Δx,h)·(273＋t)(2)Q－(p0S－G)Δx解析對(duì)活塞受力分析可知?dú)怏w做等壓變更，氣體對(duì)外做功是氣體的壓力做功。(1)活塞緩慢移動(dòng)，隨意狀態(tài)都處于平衡狀態(tài)，故氣體做等壓變更，由蓋—呂薩克定律可知：eq\f(V,T)＝eq\f(ΔV,ΔT)，其中V＝eq\f(1,2)Sh，ΔV＝ΔxS，解得Δt＝ΔT＝eq\f(2Δx,h)·(273＋t)。(2)設(shè)汽缸內(nèi)壓強(qiáng)為p，由平衡條件得：pS＝p0S－G，封閉氣體對(duì)外做功：W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx，由熱力學(xué)第肯定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx。課堂任務(wù)能量守恒定律1．能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化各種運(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，還有諸如電磁能、化學(xué)能、原子能等。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，輪子溫度上升，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2．能量守恒定律的適用范圍和重要意義(1)能量守恒定律適用于任何物理現(xiàn)象和物理過(guò)程，它是一切自然現(xiàn)象都遵守的基本規(guī)律。(2)能量守恒定律的重要意義：能量守恒定律比機(jī)械能守恒定律更普遍，它是物理學(xué)中解決問(wèn)題的重要思維方法。能量守恒定律與細(xì)胞學(xué)說(shuō)、達(dá)爾文的進(jìn)化論并稱19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)覺(jué)，其重要意義由此可見(jiàn)。3．第一類永動(dòng)機(jī)不行能制成(1)第一類永動(dòng)機(jī)：人們?cè)O(shè)想中不消耗能量的機(jī)器。(2)第一類永動(dòng)機(jī)的設(shè)想，由于違反了能量守恒定律，所以不行能制成。例2水能不產(chǎn)生污染物，是一種清潔能源。位于美國(guó)和加拿大交界處的尼亞加拉瀑布流量可達(dá)每秒6000m3，而且一年四季流量穩(wěn)定，瀑布落差50m。若利用這一資源發(fā)電，設(shè)其效率為50%，估算發(fā)電機(jī)的輸出功率。(g取10m/s2)[規(guī)范解答]水力發(fā)電的基本原理是水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。每秒鐘流下的水的質(zhì)量為：m＝ρV＝1×103×6000kg＝6×106kg。每秒鐘水削減的機(jī)械能為：E＝mgh＝6×106×10×50J＝3×109J。設(shè)發(fā)電機(jī)的輸出功率為P，則由能量守恒定律可得：Eη＝Pt。解得：P＝3×109×50%W＝1.5×109W。[完備答案]1.5×109W應(yīng)用能量守恒定律解題的方法步驟(1)認(rèn)清有多少種形式的能(例如動(dòng)能、勢(shì)能、內(nèi)能、電能、化學(xué)能、光能等)在相互轉(zhuǎn)化。(2)分別寫出削減的能量ΔE減和增加的能量ΔE增的表達(dá)式。(3)依據(jù)下列兩種思路列出能量守恒方程：ΔE減＝ΔE增①某種形式的能削減，肯定存在其他形式的能增加，且削減量與增加量肯定相等。②某個(gè)物體的能量削減，肯定存在其他物體的能量增加，且削減量與增加量肯定相等。(4)代入數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果。eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練2])一輛汽車正在平直的馬路上以速度v勻速行駛，此時(shí)汽車的功率為P，已知汽車的總效率為η，所運(yùn)用的汽油的熱值為q(每完全燃燒單位質(zhì)量的燃料產(chǎn)生的熱量叫熱值)，現(xiàn)油箱中還有質(zhì)量為m的汽油，則汽車還能行駛多遠(yuǎn)？(設(shè)汽車的質(zhì)量為M)答案eq\f(\a\vs4\al(mqηv),P)＋eq\f(Mv3,2P)解析先求出剩余汽油燃燒放出的能量，再求出汽車勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，便可求出還能勻速行駛的距離，再由動(dòng)能定理求出減速行駛的距離。汽油燃燒放出的能量：E＝qm。設(shè)汽車勻速行駛x1，須要的能量E′＝Pt＝Peq\f(x1,v)。而E′＝ηE，設(shè)汽油用完后汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)的距離為x2，則由動(dòng)能定理知－Ff·x2＝－eq\f(1,2)Mv2。又P＝Ff·v，汽車行駛的距離：x＝x1＋x2。以上各式聯(lián)立解得：x＝eq\f(\a\vs4\al(mqηv),P)＋eq\f(Mv3,2P)。A組：合格性水平訓(xùn)練1．(熱力學(xué)第肯定律的應(yīng)用)一個(gè)氣泡從恒溫水槽的底部緩慢向上浮起，(若不計(jì)氣泡內(nèi)空氣分子勢(shì)能的變更)則()A．氣泡內(nèi)空氣對(duì)外做功，內(nèi)能不變，同時(shí)放熱B．氣泡內(nèi)空氣對(duì)外做功，內(nèi)能不變，同時(shí)吸熱C．氣泡內(nèi)空氣內(nèi)能削減，同時(shí)放熱D．氣泡內(nèi)空氣內(nèi)能不變，不吸熱也不放熱答案B解析氣泡上升過(guò)程中，由于水對(duì)氣泡的壓強(qiáng)減小，氣泡的體積增大，故氣泡內(nèi)空氣對(duì)外做功，緩慢上升指有時(shí)間發(fā)生熱傳遞，可認(rèn)為氣泡內(nèi)空氣溫度是不變的。不計(jì)氣泡內(nèi)空氣分子勢(shì)能的變更，內(nèi)能不變，故須從外界汲取熱量，且汲取的熱量等于對(duì)外界所做的功。答案為B。2．(熱力學(xué)第肯定律的應(yīng)用)在一個(gè)大氣壓下，1kg100℃的水變?yōu)?kg100℃的水蒸氣的過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是()A．內(nèi)能不變，對(duì)外界做功，肯定是吸熱過(guò)程B．內(nèi)能增加，汲取的熱量等于內(nèi)能的增加量C．內(nèi)能不變，汲取的熱量等于對(duì)外界做的功D．內(nèi)能增加，從外界吸熱，汲取的熱量等于對(duì)外界做的功和增加的內(nèi)能之和答案D解析水變成同溫度的水蒸氣時(shí)，分子間距從r0增大到約10r0，體積要擴(kuò)大約1000倍，故需克服大氣壓力對(duì)外做功，同時(shí)克服分子力做功，分子勢(shì)能增加，內(nèi)能增加，由熱力學(xué)第肯定律ΔU＝Q＋W，則Q＝ΔU－W，其中W為負(fù)值，故D正確。3．(熱力學(xué)第肯定律的應(yīng)用)如圖所示，直立容器內(nèi)部有被隔板隔開的A、B兩部分氣體，A的密度小，B的密度大，抽去隔板，加熱氣體，使兩部分氣體勻稱混合，設(shè)在此過(guò)程中氣體吸熱Q、氣體內(nèi)能增量為ΔU，則()A．ΔU＝Q B．ΔU<QC．ΔU>Q D．無(wú)法比較答案B解析兩部分氣體混合后，因B的密度大，重心上升，重力做負(fù)功，由熱力學(xué)第肯定律W＋Q＝ΔU，得ΔU<Q，故選B。4．(熱力學(xué)第肯定律的應(yīng)用)(多選)以下過(guò)程不行能發(fā)生的是()A．對(duì)物體做功，同時(shí)物體放熱，物體的溫度不變B．對(duì)物體做功，同時(shí)物體吸熱，物體的溫度不變C．物體對(duì)外做功，同時(shí)放熱，物體的內(nèi)能不變D．物體對(duì)外做功，同時(shí)吸熱，物體的內(nèi)能不變答案BC解析依據(jù)熱力學(xué)第肯定律W＋Q＝ΔU可知，對(duì)A：W>0，Q<0，可能出現(xiàn)ΔU>0、ΔU<0或ΔU＝0，所以A有可能，不符合題意；對(duì)B：W>0、Q>0，只能出現(xiàn)ΔU>0，不行能出現(xiàn)ΔU＝0，即B不行能，符合題意；對(duì)C：W<0，Q<0，只能出現(xiàn)ΔU<0，不行能出現(xiàn)ΔU＝0，即C不行能，符合題意；對(duì)D:W<0，Q>0，可能出現(xiàn)ΔU>0、ΔU<0或ΔU＝0，所以D有可能，不符合題意。5．(能量守恒定律的應(yīng)用)在一個(gè)與外界沒(méi)有熱交換的房間里打開冰箱門，冰箱正常工作，過(guò)一段時(shí)間房間內(nèi)的溫度將如何變更()A．降低B．上升C．不變D．無(wú)法確定答案B解析冰箱消耗電能使冰箱內(nèi)外發(fā)生熱交換而達(dá)到內(nèi)部制冷，把冰箱與房間看做一個(gè)系統(tǒng)，打開冰箱門后，冰箱與房間內(nèi)的熱交換發(fā)生在系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)部無(wú)法使系統(tǒng)總能量發(fā)生變更。但系統(tǒng)消耗電能增加了系統(tǒng)的總能量，依據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律，系統(tǒng)增加的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能使房間的溫度上升。B正確。6．(能量守恒定律的應(yīng)用)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，輕桿的末端裝有用形態(tài)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)。離開熱水后，葉片形態(tài)快速?gòu)?fù)原，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．轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，不須要消耗外界能量B．轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來(lái)自形態(tài)記憶合金自身C．轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水，水溫上升D．葉片在熱水中汲取的熱量肯定大于在空氣中釋放的熱量答案D解析形態(tài)記憶合金從熱水中汲取熱量后，伸展劃水時(shí)一部分熱量轉(zhuǎn)變?yōu)樗娃D(zhuǎn)輪的動(dòng)能，另一部分釋放到空氣中，依據(jù)能量守恒定律可知只有D正確。7.(綜合)帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉肯定質(zhì)量的志向氣體，氣體起先處于狀態(tài)a，然后經(jīng)過(guò)過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)b或經(jīng)過(guò)過(guò)程ac到達(dá)狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如圖所示。設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強(qiáng)分別為pb和pc，在過(guò)程ab和ac中汲取的熱量分別為Qab和Qac，則()A．pb>pc，Qab>QacB．pb>pc，Qab<QacC．pb<pc，Qab>QacD．pb<pc，Qab<Qac答案C解析肯定質(zhì)量的志向氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，從狀態(tài)a到狀態(tài)b，和到狀態(tài)c，兩過(guò)程溫度上升相同，即內(nèi)能增加相同，但b狀態(tài)體積比a狀態(tài)大，所以從a狀態(tài)到b狀態(tài)氣體要對(duì)外界做功，由熱力學(xué)第肯定律知Qab>Qac，由于b、c狀態(tài)溫度相同，由玻意耳定律，pb<pc，故C正確。8．(綜合)某同學(xué)想要估測(cè)每秒鐘太陽(yáng)輻射到地球表面上的能量，他用一個(gè)橫截面積S＝3.2×10－2m2的保溫圓筒，內(nèi)裝有質(zhì)量為m＝0.4kg的水，讓太陽(yáng)光垂直照耀t＝3min，水上升的溫度Δt＝2.2℃。已知水的比熱容c＝4.2×103J/(kg·℃)，地球半徑為R＝6400km，試求出太陽(yáng)向地球表面輻射能量的功率。答案8.2×1016W解析太陽(yáng)以熱輻射的方式向地球表面?zhèn)鬟f熱量。依據(jù)公式Q＝cmΔt先求出單位時(shí)間內(nèi)輻射到地球表面單位面積上的功率，再求總功率。太陽(yáng)輻射到水中的能量Q＝cmΔt＝4.2×103×0.4×2.2J≈3.7×103J，太陽(yáng)光在1s內(nèi)垂直照耀到1m2面積上的功率P＝eq\f(Q,St)＝eq\f(3.7×103,3.2×10－2×3×60)W/m2≈6.4×102W/m2，太陽(yáng)輻射到地球表面上能量的功率P′＝P×πR2＝6.4×102×3.14×(6400×103)2W＝8.2×1016W。B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練9．(綜合)(多選)用密封性好、充溢氣體的塑料袋包袱易碎品，如圖所示，充氣袋四周被擠壓時(shí)，假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換，則袋內(nèi)氣體()A．體積減小，內(nèi)能增大B．體積減小，壓強(qiáng)減小C．對(duì)外界做負(fù)功，內(nèi)能增大D．對(duì)外界做正功，壓強(qiáng)減小答案AC解析袋內(nèi)氣體與外界無(wú)熱交換即Q＝0，袋四周被擠壓時(shí)，體積V減小，外界對(duì)氣體做正功，依據(jù)熱力學(xué)第肯定律ΔU＝W＋Q，氣體內(nèi)能增大，則溫度上升，由eq\f(pV,T)＝C知壓強(qiáng)增大，故A、C正確，B、D錯(cuò)誤。10．(綜合)(多選)對(duì)于肯定質(zhì)量的志向氣體，下列說(shuō)法正確的是()A．若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也肯定不變B．若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也肯定不變C．若氣體的溫度隨時(shí)間不斷上升，其壓強(qiáng)也肯定不斷增大D．氣體溫度每上升1K所汲取的熱量與氣體經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程有關(guān)E．當(dāng)氣體溫度上升時(shí)，氣體的內(nèi)能肯定增大答案ADE解析肯定質(zhì)量的志向氣體，eq\f(pV,T)＝常量，p、V不變，則T不變，分子平均動(dòng)能不變，又志向氣體分子勢(shì)能為零，故氣體內(nèi)能不變，A正確；志向氣體內(nèi)能不變，則溫度T不變，由eq\f(pV,T)＝常量知，p及V可以變更，故狀態(tài)可以變更，B錯(cuò)誤；等壓變更過(guò)程，溫度上升、體積增大，故C錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第肯定律ΔU＝Q＋W知，溫度每上升1K，內(nèi)能增量ΔU肯定，而外界對(duì)氣體做的功W與經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程可能有關(guān)(如體積變更時(shí))，因此汲取的熱量與氣體經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程也有關(guān)，D正確；溫度上升，分子平均動(dòng)能增大，分子勢(shì)能為零，內(nèi)能肯定增大，E正確。11．(熱力學(xué)第肯定律的應(yīng)用)一物理試驗(yàn)愛(ài)好者開展探究性課外活動(dòng)，探討氣體壓強(qiáng)、體積、溫度三個(gè)量間的變更關(guān)系。導(dǎo)熱良好的汽缸開口向下，內(nèi)有志向氣體(即分子勢(shì)能可忽視的氣體)，汽缸固定不動(dòng)，缸內(nèi)活塞可自由滑動(dòng)且不漏氣，一溫度計(jì)通過(guò)缸底小孔插入缸內(nèi)，插口處密封良好，活塞下掛一個(gè)沙桶，沙桶裝滿沙子時(shí)，活塞恰好靜止。現(xiàn)給沙桶底部鉆一個(gè)小洞，細(xì)沙漸漸漏出，外部環(huán)境溫度恒定，則()A．繩的拉力對(duì)沙桶做正功，所以氣體對(duì)外界做功B．外界對(duì)氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)不變C．氣體體積減小，同時(shí)從外界吸熱D．外界對(duì)氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)增加答案B解析汽缸導(dǎo)熱良好，細(xì)沙漸漸漏出，故活塞緩慢上升，有足夠的時(shí)間與外界進(jìn)行熱交換，故溫度不變，而壓強(qiáng)變大。由志向氣體狀態(tài)方程可得體積減小，外界對(duì)氣體做功，而內(nèi)能又不變，故向外界放熱，B項(xiàng)正確。12.(熱力學(xué)第肯定律)(多選)如圖所示，a、b、c、d表示肯定質(zhì)量的志向氣體狀態(tài)變更過(guò)程中的四個(gè)狀態(tài)，圖中ad平行于橫坐標(biāo)軸，ab的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是()A．從狀態(tài)d到c，氣體不吸熱也不放熱B．從狀態(tài)c到b，氣體放熱C．從狀態(tài)a到d，氣體對(duì)外做功D．從狀態(tài)b到a，氣體吸熱答案BCD解析從狀態(tài)d到c，溫度不變，志向氣體內(nèi)能不變，但是由于壓強(qiáng)減小，所以體積增大，對(duì)外做功，還要保持內(nèi)能不變，肯定要汲取熱量，故A錯(cuò)誤；氣體從狀態(tài)c到狀態(tài)b是一個(gè)降壓、降溫過(guò)程，同時(shí)體積減小，外界對(duì)氣體做功，而氣體的內(nèi)能還要減小(降溫)就肯定要伴隨放熱的過(guò)程，故B正確；氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)d是一個(gè)等壓、升溫的過(guò)程，同時(shí)體積增大，所以氣體要對(duì)外做功，C正確；氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)a是個(gè)等容變更過(guò)程，隨壓強(qiáng)的增大，氣體的溫度上升，內(nèi)能增大，而在這個(gè)過(guò)程中氣體的體積沒(méi)有變更，就沒(méi)有做功，氣體內(nèi)能的增大是因?yàn)闅怏w吸熱的結(jié)果，故D正確。13．(綜合)(多選)如圖所示，內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸中用活塞封閉有肯定質(zhì)量的志向氣體。當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí)，缸內(nèi)氣體()A．內(nèi)能增加B．對(duì)外做功C．壓強(qiáng)增大D．分子間的引力和斥力都增大答案AB解析因汽缸導(dǎo)熱良好，故環(huán)境溫度上升時(shí)封閉氣體溫度亦上升，而肯定質(zhì)量的志向氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，故封閉氣體內(nèi)能增大，A正確。因汽缸內(nèi)壁光滑，由活塞受力平衡有p0S＋mg＝pS，即缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p＝p0＋eq\f(mg,S)不變，C錯(cuò)誤。由蓋—呂薩克定律eq\f(V,T)＝恒量，可知?dú)怏w體積膨脹，對(duì)外做功，B正確。志向氣體分子間除碰撞瞬間外無(wú)相互作用力，故D錯(cuò)誤。14．(綜合)如圖所示，兩個(gè)完全相同的金屬球a、b，其中a球放在不導(dǎo)熱的水平面上，b球用不導(dǎo)熱的細(xì)線懸掛起來(lái)