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52 熱力學定律能量守恒定律1一定質量的氣體在某一過程中,外界對氣體做了8104 J的功,氣體的內能減少了1.2105 J,則下列各式中正確的是()AW8104 J,U1.2105 J,Q4104 JBW8104 J,U1.2105 J,Q2105 JCW8104 J,U1.2105 J,Q2104 JDW8104 J,U1.2105 J,Q4104 J答案B解析因為外界對氣體做功,W取正值,即W8104 J;內能減少,U取負值,即U1.2105 J;根據(jù)熱力學第一定律UWQ,可知QUW1.2105 J8104 J2105 J,B正確。2某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內的氣壓高于清晨時的,且車胎體積增大。若這段時間胎內氣體質量不變且可視為理想氣體,那么()A外界對胎內氣體做功,氣體內能減小B外界對胎內氣體做功,氣體內能增大C胎內氣體對外界做功,內能減小D胎內氣體對外界做功,內能增大答案D解析由C可知車胎內氣體p、V增大時,車胎內氣體溫度升高,內能增大;車胎體積增大,氣體對外做功,D正確。3下列說法正確的是()A科技的進步可以使內燃機成為單一熱源的熱機B分子間作用力的合力表現(xiàn)為引力時,若分子間的距離增大,則分子間的合力一定減小,分子勢能一定增大C顯微鏡下觀察到的布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動D氣體從外界吸收熱量,其內能不一定增加答案D解析根據(jù)熱力學第二定律,從單一熱源吸收熱量,全部用來對外做功而不引起其他變化是不可能的,故A錯誤;分子間作用力的合力表現(xiàn)為引力時,若分子間的距離增大,則分子間的合力不一定減小,分子勢能一定增大,故B錯誤;布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的運動,不是液體分子的運動,故C錯誤;根據(jù)熱力學第一定律,做功和熱傳遞都可以改變物體的內能,氣體從外界吸收熱量,其內能不一定增加,故D正確。4在一鍋正在沸騰的水中,一個小氣泡由底層緩慢地升到液面,上升過程中氣泡的壓強不斷減小,則氣泡在上浮過程中()A內能增大 B內能減小C外界對氣泡做功 D吸收熱量答案D解析在沸騰的水中,此環(huán)境下,氣泡的溫度恒定,則氣泡的內能不變,故A、B錯誤;根據(jù)玻意耳定律,pVC,氣泡在上升過程中,壓強減小,則體積增大,即氣泡對外做功,故C錯誤;通過上述分析,得知氣泡內能不變,且對外做功,根據(jù)UWQ,則氣泡吸收了熱量,故D正確。5(多選)關于熱力學定律,下列說法正確的是()A為了增加物體的內能,必須對物體做功或向它傳遞熱量B對某物體做功,必定會使該物體的內能增加C可以從單一熱源吸收熱量,使之完全變?yōu)楣不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體答案AC解析由UWQ可知做功和熱傳遞是改變內能的兩種途徑,它們是等效的,A正確,B錯誤;由熱力學第二定律可知,可以從單一熱源吸收熱量,使之全部變?yōu)楣?,但會產生其他影響,C正確;由熱力學第二定律知,熱量只是不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體,D錯誤。6(多選)以下哪個現(xiàn)象不違背熱力學第二定律()A一杯熱茶在打開蓋后,茶會自動變涼B沒有漏氣、沒有摩擦的理想熱機,其效率可能是100%C熱量自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體D在地面上運動的物體逐漸停下來,機械能全部變?yōu)閮饶艽鸢窤D解析熱茶自動變涼是熱從高溫物體傳遞到低溫物體,A正確;任何熱機效率都不可能達到100%,B錯誤;熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,C錯誤;物體因摩擦力而停下來,是機械能(動能)向內能的轉化,是自發(fā)過程,D正確。7(2017東北三省四市聯(lián)考)(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內有一定量的稀薄氣體,b內為真空。抽開隔板K后,a內氣體進入b,最終達到平衡狀態(tài)。在此過程中()A氣體對外界做功,內能減少B氣體不做功,內能不變C氣體壓強變小,溫度降低D氣體壓強變小,溫度不變答案BD解析a內氣體向真空膨脹,不對外界做功,故A錯誤;又因容器絕熱,Q0,由熱力學第一定律知,U0,故B正確;由玻意耳定律知壓強減小,稀薄氣體可看做理想氣體,內能不變,則溫度不變,C錯誤,D正確。8一定質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時的溫度為27 。(1)求該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度;(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少?答案(1)73 27 (2)吸收熱量200 J解析(1)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B做等容變化,由查理定律有,解得TB200 K,即tB73 ;氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C做等壓變化,由蓋呂薩克定律有,解得TC300 K,即tC27 。(2)因為狀態(tài)A和狀態(tài)C溫度相等,內能不變,所以在這個過程中U0由熱力學第一定律UQW得QW在整個過程中,氣體在B到C過程對外做功,故WpBV200 J即QW200 J,是正值,所以氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中是吸熱,吸收的熱量Q200 J。9(2016全國卷)(多選)關于熱力學定律,下列說法正確的是()A氣體吸熱后溫度一定升高B對氣體做功可以改變其內能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如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達到熱平衡答案BDE解析根據(jù)熱力學第一定律,氣體吸熱的同時若對外做功,則內能不一定增大,溫度不一定升高,A錯誤;對氣體做功可以改變其內能,B正確;理想氣體等壓膨脹過程,對外做功,由理想氣體狀態(tài)方程C可知,氣體溫度升高,內能增大,故氣體一定吸熱,C錯誤;根據(jù)熱力學第二定律知,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,D正確;根據(jù)熱平衡定律,如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達到熱平衡,E正確。10(2017江蘇南通四校聯(lián)考)(多選)一定質量的理想氣體,沿箭頭方向由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2,其中氣體放出熱量的變化過程是()答案BD解析A項,由圖象是雙曲線知,狀態(tài)1到狀態(tài)2是等溫變化過程,故狀態(tài)1與狀態(tài)2溫度相同內能相同,又從狀態(tài)1至狀態(tài)2氣體的體積增加,故氣體對外做功,根據(jù)熱力學第一定律知,氣體從外界吸熱,故A錯誤;B項,由圖象有p1p2,V1V2,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程知T1T2,所以從狀態(tài)1至狀態(tài)2,氣體體積減小所以外界對氣體做功,又T1T2說明氣體的內能減小,根據(jù)熱力學第一定律知氣體對外放熱,故B正確;C項,由圖象知,狀態(tài)1至狀態(tài)2,氣體溫度升高內能增加,氣體體積增大氣體對外做功,根據(jù)熱力學第一定律知,氣體從外界吸收熱量,故C錯誤;D項,由圖象知氣體的體積保持不變,氣體對外界不做功,從狀態(tài)2至狀態(tài)1氣體的溫度降低內能減小,根據(jù)熱力學第一定律,氣體對外放熱,故D正確。11(2016全國卷)(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài),其pT圖象如圖所示,其中對角線ac的延長線經過原點O。下列判斷正確的是()A氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B氣體在狀態(tài)a時的內能大于它在狀態(tài)c時的內能C在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功E在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功答案ABE解析在pT圖象中過原點的傾斜直線都是等容線,a、c在同一等容線上,體積相等,A正確;一定質量的理想氣體,分子數(shù)確定,不計分子勢能,因此內能只與溫度有關,由圖象知TaTc,即氣體在狀態(tài)a時的內能大于狀態(tài)c時的內能,B正確;根據(jù)熱力學第一定律UWQ可知,在cd中T不變,即U0,那么WQ,即向外界放出的熱量等于外界對氣體做的功,C錯誤;da中,溫度升高,U0,由p不變、T升高可知V增大,W0,QU|W|,可見氣體從外界吸收的熱量大于氣體對外界做的功,D錯誤;bc為等壓變化,有,外界對氣體做功Wbcpc(VbVc)(TbTc)。da為等壓變化,有,氣體對外界做功Wdapa(VaVd)(TaTd),由及TbTcTaTd可知,WbcWda,E正確。12.(2017河北張家口聯(lián)考)如圖所示,一直柱形導熱汽缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質量的理想氣體。已知大氣壓強為p0,重力加速度為g,不計活塞與汽缸的摩擦,活塞的質量為m、橫截面積為S。因為電熱絲的加熱,某時刻氣體溫度

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