2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 第36講 熱力學(xué)定律與能量守恒學(xué)案

1、第36講熱力學(xué)定律與能量守恒考綱要求考情分析命題趨勢1.熱力學(xué)第一定律2能量守恒定律3熱力學(xué)第二定律2017全國卷，33(1)2017全國卷，33(1)2016全國卷，33(1)在新課標(biāo)地區(qū)，高考對(duì)熱學(xué)部分的考查在選做題中出現(xiàn)，題型涉及選擇、填空和計(jì)算題，考查知識(shí)點(diǎn)全面覆蓋，同時(shí)突出重點(diǎn)，如熱力學(xué)定律1熱力學(xué)第一定律內(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熱量與外界對(duì)它所做的功的和表達(dá)式：U_QW_符號(hào)法則符號(hào)WQU外界對(duì)物體做功物體_吸收_熱量內(nèi)能_增加_物體對(duì)外界做功物體_放出_熱量內(nèi)能_減小_2熱力學(xué)第二定律的三種表述(1)克勞修斯表述：熱量不能_自發(fā)地_從低溫物體傳到高溫物

2、體(2)開爾文表述：不可能從_單一_熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而_不產(chǎn)生_其他影響或表述為“第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成”(3)用熵的概念進(jìn)行表述：在任何自然過程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)_減小_(熱力學(xué)第二定律又叫做熵增加原理)3能量守恒定律(1)內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)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(gè)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_總和_保持不變(2)能源的利用存在能量耗散和_品質(zhì)降低_重視利用能源時(shí)對(duì)_環(huán)境_的影響推進(jìn)開發(fā)新能源，如_太陽能_、生物能、風(fēng)能、潮汐能等1判斷正誤(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

3、氣體做功20 J，氣體的內(nèi)能一定減少20 J()(3)物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)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?duì)氣體做功()(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()一熱力學(xué)第一定律1改變內(nèi)能的兩種方式的比較方式名稱比較項(xiàng)目 做功熱傳遞區(qū)別內(nèi)能變化情況外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對(duì)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

4、轉(zhuǎn)化熱傳遞則是通過分子之間的相互作用，使同一物體的不同部分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部分之間內(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)不變相互聯(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.熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種改變內(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)系此定律是標(biāo)量式，應(yīng)用時(shí)功、內(nèi)能、熱量的單位應(yīng)統(tǒng)一為國際單位焦耳3三種特殊情況(1)若過程是絕熱的，則Q0，WU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加；(2)若過程中不做功，

5、即W0，則QU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加；(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(duì)物體做的功等于物體放出的熱量理想氣體內(nèi)能變化的判定對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，由于無分子勢能，其內(nèi)能只包含分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，這時(shí)內(nèi)能只與溫度有關(guān)，故判定一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能是否變化，應(yīng)看溫度是否發(fā)生了變化，與體積無關(guān)例1(2017全國卷)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程ab到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程bc到達(dá)狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過程ca回到初態(tài)a.下列說法正確的是_ABD_.(選填正確答案標(biāo)號(hào)選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低

6、得分為0分)A在過程ab中氣體的內(nèi)能增加B在過程ca中外界對(duì)氣體做功C在過程ab中氣體對(duì)外界做功D在過程bc中氣體從外界吸收熱量E在過程ca中氣體從外界吸收熱量解析(1)由pV圖可知 ，在過程ab中體積不變，氣體不對(duì)外做功，W0，壓強(qiáng)增大，溫度升高，氣體內(nèi)能增加，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；過程bc為等溫變化過程，理想氣體內(nèi)能不變，而體積增大，氣體對(duì)外做功，W0，由熱力學(xué)第一定律UWQ知Q0，氣體從外界吸收熱量，選項(xiàng)D正確；過程ca為等壓變化過程，體積減小，外界對(duì)氣體做功，W0，由蓋呂薩克定律知?dú)怏w溫度降低，內(nèi)能減小，由UWQ知Q0，氣體放出熱量 ，選項(xiàng)B正確，E錯(cuò)誤二熱力學(xué)第二定律1熱力學(xué)過程方向性

7、實(shí)例(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AB2熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的關(guān)系熱力學(xué)第一定律是和熱現(xiàn)象有關(guān)的物理過程中能量守恒的特殊表達(dá)形式及熱量與內(nèi)能改變的定量關(guān)系而第二定律指明了能量轉(zhuǎn)化與守恒能否實(shí)現(xiàn)的條件和過程進(jìn)行的方向，指出了一切變化過程的自然發(fā)展是不可逆的，除非靠外界影響所以二者相互聯(lián)系，又相互補(bǔ)充3兩類永動(dòng)機(jī)的比較第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)不消耗能量卻可以源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器從單一熱源吸熱，全部用來對(duì)外做功而不引起其他變化的機(jī)器違背能量守恒，不可能實(shí)現(xiàn)不違背能量守恒，違背熱力學(xué)第二定律，不可能實(shí)現(xiàn)例2(2017江

8、蘇模塊驗(yàn)收測試)如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)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(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外(1)(多選)下列說法正確的是！BC#A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?yàn)槠湎牧穗娔蹸電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律(2)電冰箱的制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收的熱量與釋放到外界的熱量相比，有怎樣的關(guān)系？解析(1)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，是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學(xué)過程，故選項(xiàng)C正確，

9、D錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，除非有外界的影響或幫助，電冰箱把熱量從低溫的內(nèi)部傳到高溫的外部，需要壓縮機(jī)的幫助并消耗電能，故選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤(2)由熱力學(xué)第一定律可知，電冰箱制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收了熱量，同時(shí)消耗了電能，釋放到外界的熱量比從冰箱內(nèi)吸收的熱量多答案(2)見解析熱力學(xué)第二定律的涵義(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”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)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1(多選)根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說法中正確的是(AB)A電冰箱的

10、工作過程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞B空調(diào)機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量C科技的進(jìn)步可以使內(nèi)燃機(jī)成為單一熱源的熱機(jī)D對(duì)能源的過度消耗將使自然界的能量不斷減少，形成“能源危機(jī)”解析在一定條件下，熱量可以從低溫物體傳給高溫物體，選項(xiàng)A正確；空調(diào)機(jī)工作過程中，電流做功產(chǎn)生熱，所以向室外放熱多，從室內(nèi)吸熱少，選項(xiàng)B正確；選項(xiàng)C中的說法違反熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)能源的過度消耗會(huì)造成可以利用的能量減少，而總的能量是守恒的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2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(如圖甲所示)，現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體將自動(dòng)充滿整個(gè)容器(如圖乙所示)

11、，這個(gè)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 (D)A在自由膨脹過程中，所有氣體分子的運(yùn)動(dòng)方向相同B在自由膨脹過程中，只要把握好隔板插入的時(shí)機(jī)，全部氣體就能到達(dá)B部分C氣體充滿整個(gè)容器后，只要時(shí)間足夠長，還能全部自動(dòng)回到A部分D氣體充滿整個(gè)容器后，B部分中的某些氣體分子有可能再回到A部分解析氣體分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在自由膨脹過程中也不例外，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在自由膨脹過程中，氣體分子將充滿所能達(dá)到的空間，即整個(gè)容器，選項(xiàng)B錯(cuò)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(xiàng)C錯(cuò)誤；氣體充滿整個(gè)容器后，氣體分子朝各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等，所以B部分中的

12、某些氣體分子有可能再回到A部分，選項(xiàng)D正確3(2017福建泉州模擬)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，其狀態(tài)變化過程的pV圖象如圖所示已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27 .求：(1)該氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度；(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中與外界交換的熱量解析(1)對(duì)于理想氣體：AB過程，由查理定律有，得TB100 K，所以tBTB273 173 (2)BC過程，由蓋呂薩克定律有，得TC300 K，所以tCTC273 27 ，由于狀態(tài)A與狀態(tài)C溫度相同，氣體內(nèi)能相等，而AB過程中等容變化，氣體對(duì)外不做功，BC過程中氣體體積膨脹對(duì)外做功，即從狀態(tài)A到狀態(tài)C氣體對(duì)外做功，故氣

13、體應(yīng)從外界吸收熱量QpV1105(31031103)J200 J答案(1)173(2)吸收熱量200 J4(多選)關(guān)于一定量的氣體，下列敘述正確的是(AD)A氣體吸收的熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功B氣體體積增大時(shí)，其內(nèi)能一定減少C氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加D外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能可能減少解析由熱力學(xué)第二定律知吸收的熱不能自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為功，但通過其他方法可以全部轉(zhuǎn)化為功，故選項(xiàng)A正確；氣體體積增大，對(duì)外做功，若同時(shí)伴隨吸熱，其內(nèi)能不一定減少，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氣體從外界吸熱，若同時(shí)伴隨對(duì)外界做功，其內(nèi)能不一定增加，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；外界對(duì)氣體做功，若同時(shí)氣體放熱，其內(nèi)能可能減少，選項(xiàng)D正確例1(6分)(

14、多選)如圖所示，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(jìn)入b，最終達(dá)到平衡狀態(tài)在此過程中()A氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少B氣體不做功，內(nèi)能不變C氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變D氣體壓強(qiáng)變大，溫度不變E單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁的分子數(shù)減少答題送檢來自閱卷名師報(bào)告錯(cuò)誤致錯(cuò)原因扣分A不明白“絕熱容器”的含義，挖掘不出稀薄氣體向真空擴(kuò)散是否做功，不能根據(jù)熱力學(xué)第一定律解題，錯(cuò)選A6規(guī)范答題解析絕熱容器內(nèi)的稀薄氣體與外界沒有熱傳遞，Q0，稀薄氣體向真空擴(kuò)散時(shí)氣體沒有做功，W0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律稀薄氣體的內(nèi)能不變，則溫度不變，稀薄氣體擴(kuò)散體積增大，根據(jù)玻意耳定

15、律可知，氣體的壓強(qiáng)必然變小，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，B、C正確；溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，壓強(qiáng)減小，說明單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁的分子數(shù)減少，故E正確答案BCE1(2017全國卷)(多選)如圖，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現(xiàn)將隔板抽開，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣下列說法正確的是(ABD)A氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同B氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對(duì)外界做功D氣體在被壓縮的過程，外界對(duì)氣體做功E氣體在被壓縮的過程，氣體分子的平均動(dòng)能不變解析抽開隔板，氣體自發(fā)擴(kuò)散

16、過程中，氣體對(duì)外界不做功，與外界沒有熱交換，因此氣體的內(nèi)能不變，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；氣體在壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做正功，選項(xiàng)D正確；由于氣體與外界沒有熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大，因此氣體的溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，選項(xiàng)B正確，E項(xiàng)錯(cuò)誤2(多選)如圖所示，是某氣體狀態(tài)變化的pV圖象，則下列說法正確的是(BCD)A氣體做的是等溫變化B從A到B氣體的壓強(qiáng)一直減小C從A到B氣體的體積一直增大D氣體的三個(gè)狀態(tài)參量一直都在變解析由等溫線的特點(diǎn)可知圖中所示AB圖線不是等溫線，AB過程不是等溫變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從AB圖線可知?dú)怏w從A狀態(tài)變?yōu)锽狀態(tài)的過程中，壓強(qiáng)p在逐

17、漸減小，體積V在不斷增大，則選項(xiàng)B、C正確又因?yàn)樵撨^程不是等溫過程，所以氣體的三個(gè)狀態(tài)參量一直都在變化，選項(xiàng)D正確3(2017福建福州模擬)如圖所示，厚度和質(zhì)量不計(jì)、橫截面積為S10 cm2的絕熱汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸內(nèi)有一絕熱的“T”形活塞固定在桌面上，活塞與汽缸封閉一定質(zhì)量的理想氣體，開始時(shí)，氣體的溫度為T0300 K，壓強(qiáng)為p0.5105 Pa，活塞與汽缸頂?shù)木嚯x為h10 cm，活塞可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)且不漏氣，大氣壓強(qiáng)為p01.0105 Pa.求：(1)此時(shí)桌面對(duì)汽缸的作用力FN；(2)現(xiàn)通過電熱絲給氣體緩慢加熱到T，此過程中氣體吸收熱量為Q7 J，內(nèi)能增加了U5 J，整個(gè)過程活塞

18、都在汽缸內(nèi)，求T的值解析(1)對(duì)汽缸受力分析，由平衡條件有FNpSp0S，得FN(p0p)S50 N(2)設(shè)溫度升高至T時(shí)，活塞與汽缸頂?shù)木嚯x為H，則氣體對(duì)外界做功Wp0Vp0S(Hh)，由熱力學(xué)第一定律得UQW，解得H12 cm氣體溫度從T0升高到T的過程，由理想氣體狀態(tài)方程，得，解得TT0720 K答案(1)50 N(2)720 K4(2017江蘇南京模擬)如圖所示，豎直放置的氣缸內(nèi)壁光滑，橫截面積為S103m2，活塞的質(zhì)量為m2 kg，厚度不計(jì)在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運(yùn)動(dòng)，B下方氣缸的容積為1.0103m3，A、B之間的容積為2.0104m3，外界大氣壓強(qiáng)p01.

19、0105 Pa.開始時(shí)活塞停在B處，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為0.9p0，溫度為27 ，現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直至327 .求：(1)活塞剛離開B處時(shí)氣體的溫度t2；(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)解析(1)活塞剛離開B處時(shí)，設(shè)氣體的壓強(qiáng)為p2，由二力平衡可得p2p0，解得p21.2105 Pa，由查理定律得，解得t2127 (2)設(shè)活塞最終移動(dòng)到A處，缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)為p3，由理想氣體狀態(tài)方程得，解得p31.5105 Pa，因?yàn)閜3p2，故活塞最終移動(dòng)到A處的假設(shè)成立答案(1)127 (2)1.5105 Pa1(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是(BDE)A氣體吸熱后溫度一定升高B對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能

20、C理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡解析根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體吸熱的同時(shí)若對(duì)外做功，則內(nèi)能不一定增大，溫度不一定升高，選項(xiàng)A錯(cuò)誤對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能，選項(xiàng)B正確；理想氣體等壓膨脹過程，對(duì)外做功，由理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，故氣體一定吸熱，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，選項(xiàng)D正確；根據(jù)熱平衡定律，如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡，選項(xiàng)E正確2(多選)一

21、定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖所示，其中對(duì)角線ac的延長線過原點(diǎn)O.下列判斷正確的是！ABE#.A氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功E在過程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過程da中氣體對(duì)外界做的功解析由k可知，PT圖象中過原點(diǎn)的一條傾斜的直線是等容線，選項(xiàng)A正確；氣體從狀態(tài)c到狀態(tài)d的過程溫度不變，內(nèi)能不變，從狀態(tài)d到狀態(tài)a的過程溫度升高，內(nèi)能增加，選項(xiàng)B正確；由于過程cd中氣體的內(nèi)能不變

22、，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體向外放出的熱量等于外界對(duì)氣體做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在過程da中氣體內(nèi)能增加，氣體從外界吸收的熱量大于氣體對(duì)外界做的功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；過程bc中，外界對(duì)氣體做的功Wbcpb(VbVc)pbVbpcVc，過程da中氣體對(duì)外界做的功Wdapd(VaVd)paVapdVd，由于pbVbpaVa，pcVcpdVd，因此過程bc中外界對(duì)氣體做的功與過程da中氣體對(duì)外界做的功相等，選項(xiàng)E正確3(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)其pT圖象如圖所示下列判斷正確的是(ADE)A過程ab中氣體一定吸熱B過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過程ca中外界

23、對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小Eb和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同解析對(duì)封閉氣體，由題圖可知ab過程，氣體體積V不變，沒有做功，而溫度T升高，則為吸熱過程，選項(xiàng)A正確bc過程為等溫變化，壓強(qiáng)減小，體積增大，對(duì)外做功，則為吸熱過程，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；ca過程為等壓變化，溫度T降低，內(nèi)能減少，體積V減小，外界對(duì)氣體做功，依據(jù)WQE，外界對(duì)氣體所做的功小于氣體所放的熱，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，Tapc，顯然選項(xiàng)E正確4某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的，且車胎體積增大若這段時(shí)間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理

24、想氣體，那么(D)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)能減小D胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能增大解析車胎體積增大，故胎內(nèi)氣體對(duì)外界做功，胎內(nèi)氣體溫度升高，故胎內(nèi)氣體內(nèi)能增大，選項(xiàng)D正確5如圖所示，一底面積為S、內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的相同活塞A和B；在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時(shí)體積均為V.已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g，外界大氣壓強(qiáng)為p0.現(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使B最終與容器底面接觸求活塞A移動(dòng)的距離解析A與B之間、B與容器底面之間的氣

25、體壓強(qiáng)分別為p1、p2，在漏氣前，對(duì)A分析有p1p0，對(duì)B有p2p1，B最終與容器底面接觸后，A、B間的壓強(qiáng)為p，氣體體積為V，則有pp0，因?yàn)闇囟仁冀K不變，對(duì)于混合氣體有(p1p2)VpV，設(shè)活塞B厚度為d，漏氣前A距離底面的高度為hd，漏氣后A距離底面的高度為hd，聯(lián)立可得hhh，聯(lián)立以上各式化簡得h答案6(1)如圖甲所示，在斯特林循環(huán)的pV圖象中，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，整個(gè)過程由兩個(gè)等溫和兩個(gè)等容過程組成BC的過程中，單位體積中的氣體分子數(shù)目_不變_(選填“增大”“減小”或“不變”)狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布圖象如圖乙所示，則狀態(tài)

26、A對(duì)應(yīng)的是_(選填“”或“”)(2)如圖甲所示，在AB和DA的過程中，氣體放出的熱量分別為4 J和20 J在BC和CD的過程中，氣體吸收的熱量分別為20 J和12 J求氣體完成一次循環(huán)對(duì)外界所做的功解析(1)從BC的過程中，氣體的體積不變，因此單位體積中氣體分子數(shù)目不變，從狀態(tài)D到狀態(tài)A，氣體的體積不變，壓強(qiáng)減小，溫度降低，分子平均動(dòng)能減小，因此A狀態(tài)對(duì)應(yīng)的是(2)氣體完成一次循環(huán)，其內(nèi)能不變，即U0，吸收的熱量Q(2012420) J8 J，由熱力學(xué)第一定律UQW得，W8 J，則氣體對(duì)外做功為8 J答案(2)8 J課時(shí)達(dá)標(biāo)第36講解密考綱理解熱力學(xué)第一定律，知道改變內(nèi)能的兩種方式；知道與熱現(xiàn)

27、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；掌握能量守恒定律及應(yīng)用1地球上有很多的海水，它的總質(zhì)量約為1.41018噸，如果這些海水的溫度降低0.1，將要放出5.81023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(jī)械能來解決能源危機(jī)，但這種機(jī)器是不能制成的，其原因是(C)A內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)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(jī)械能的機(jī)器不滿足熱力學(xué)第二定律D上述三種原因都不正確解析內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，如熱機(jī)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程滿足熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；熱力學(xué)第二定律告訴我們：不可能從單一熱源吸收熱

28、量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤2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，若儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)(B)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(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小解析儲(chǔ)氣罐中氣體體積不變，氣體不做功，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體壓強(qiáng)增大，氣體內(nèi)能增大，分子平均動(dòng)能增大；由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定吸熱，故選項(xiàng)B正確3一定量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量2.5104 J，氣體對(duì)外界做功1.0104 J，則該理想氣體的(D)A溫度降低，密度增大B溫度降低，密度減小C

29、溫度升高，密度增大 D溫度升高，密度減小解析從外界吸熱，Q2.5104 J，對(duì)外界做功，W1.0104 J，由UQW可得，U1.5104 J，內(nèi)能增大，這說明溫度升高；又由于氣體對(duì)外界做功，體積增大，由可知，密度減小選項(xiàng)D正確4(多選)如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的噴水裝置內(nèi)部裝有2 L水，上部密封1 atm的空氣0.5 L，保持閥門關(guān)閉，再充入1 atm的空氣0.1 L，設(shè)在所有過程中空氣可看作理想氣體，且溫度不變，下列說法正確的有(AC)A充氣后，密封氣體壓強(qiáng)增加B充氣后，密封氣體的分子平均動(dòng)能增加C打開閥門后，密封氣體對(duì)外界做正功D打開閥門后，不再充氣也能把水噴光解析溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，充氣

30、后由于氣體的質(zhì)量增大，溫度、體積基本不變，氣體的壓強(qiáng)增大，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；打開閥門后，水減少，氣體膨脹，密封氣體對(duì)水做正功，選項(xiàng)C正確；如果水全排出，氣體壓強(qiáng)為p3，p3(2 L0.5 L)p1(0.5 L0.1 L)得p30.24p10，下滑過程不與外界發(fā)生熱交換，Q0，由熱力學(xué)第一定律UWQ可知內(nèi)能增大，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤7如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓柱形金屬容器內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為m、面積為S的活塞容器固定放置在傾角為的斜面上一定量的理想氣體被密封在容器內(nèi)，溫度為T0，活塞底面與容器底面平行，距離為h.已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g(1)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為！ p0#(2)由于環(huán)境溫

31、度變化，活塞緩慢下移時(shí)氣體溫度為！ #，此過程中容器內(nèi)氣體！_放熱_(選填“吸熱”或“放熱”)，氣體分子的平均速率！_減小_.(選填“增大”“減小”或“不變”)解析(1)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與大氣壓和活塞的重力有關(guān)活塞對(duì)氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p，則容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)pp0pp0.(2)環(huán)境溫度變化，活塞緩慢下移，可認(rèn)為是等壓變化，則，且V02V1，解得T1在此等壓變化過程中，理想氣體溫度降低，內(nèi)能減少，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一律UQW知?dú)怏w放出熱量，氣體分子的平均速率減小8我國“蛟龍”號(hào)深海探測船載人下潛超過7 000 m，再創(chuàng)載人深潛新紀(jì)錄在某次深潛實(shí)驗(yàn)中，“蛟龍”號(hào)探測到990 m深處的海水溫度為280 K