一輪配書-物理-第11章-第3課時(shí)-熱力學(xué)定律與能量守恒

1、第十一章 熱 學(xué)第3課時(shí)熱力學(xué)定律與能量守恒考綱解讀考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三高考模擬練出高分考綱解讀1.知道改變內(nèi)能的兩種方式，理解熱力學(xué)第一定律.2.知道與熱現(xiàn)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.3.掌握能量守恒定律及其應(yīng)用考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用1熱力學(xué)第一定律的理解 不僅反映了 和 這兩種方式改變內(nèi)能的過程是 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2對公式UQW符號的規(guī)定符號WQU外界對物體做功物體 熱量內(nèi)能物體對外界做功物體 熱量內(nèi)能做功熱傳遞等效吸收增加放出減少考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用3.幾種特殊情況(1)若過程是絕熱的，則Q ，W ，外界

2、對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量(2)若過程中不做功，即W ，則Q ，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量(3)若過程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即U0，則WQ0或WQ.外界對物體做的功等于物體放出的熱量0U0U考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用例1在如圖所示的坐標(biāo)系中，一定質(zhì)量的某種理想氣體先后發(fā)生以下兩種狀態(tài)變化過程：第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B，外界對該氣體做功為6 J；第二種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)C，該氣體從外界吸收的熱量為9 J圖線AC的反向延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)O，B、C兩狀態(tài)的溫度相同，理想氣體的分子勢能為零求：(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，該氣體對外界做的功W1和其內(nèi)能的增量U1；(2)從

3、狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，該氣體內(nèi)能的增量U2及其從外界吸收的熱量Q2.內(nèi)能只與溫度有關(guān)過原點(diǎn)表示等容用熱力學(xué)第一定律求解考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用例1(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，該氣體對外界做的功W1和其內(nèi)能 的增量U1； 該氣體對外界做的功W10根據(jù)熱力學(xué)第一定律有U1W1Q1解析由題意知從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，氣體發(fā)生等容變化內(nèi)能的增量U1Q19 J.考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用例1(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，該氣體內(nèi)能的增量U2及其從外界 吸收的熱量Q2.由題意知，該氣體內(nèi)能的增量U2U19 J根據(jù)熱力學(xué)第一定律有U2W2Q2解析從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，體積減小，溫度升高從外

4、界吸收的熱量Q2U2W23 J.考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用方法提煉UWQ，使用時(shí)注意符號法則(簡記為：外界對系統(tǒng)取正，系統(tǒng)對外界取負(fù))對理想氣體，U僅由溫度決定，W僅由體積決定，絕熱情況下，Q0.氣體向真空膨脹不做功考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用遞進(jìn)題組1.一定量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量2.5104 J，氣體對外界做功1.0104 J，則該理想氣體的()A溫度降低，密度增大B溫度降低，密度減小C溫度升高，密度增大D溫度升高，密度減小內(nèi)能只與溫度有關(guān)UWQD內(nèi)能增加，溫度升高U1.5104 J氣體對外做功，體積膨脹，質(zhì)量不變，所以密度要減小.考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用

5、2如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a沿abc變化到狀態(tài)c，吸收了340 J的熱量，并對外做功120 J若該氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c時(shí)，對外做功40 J，則這一過程中氣體_(填“吸收”或“放出”)熱量_J.熱力學(xué)第一定律求解由a沿abc變化到c，由熱力學(xué)第一定律可得：UQW340 J(120 J)220 J若由a沿adc變化到c時(shí),熱力學(xué)第一定律可得:UQW，得QUW220 J(40 J)260 J.吸收260考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用3.一定質(zhì)量的氣體，在從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2的過程中，吸收熱量280 J，并對外做功120 J，試問：(1)這些氣體的內(nèi)能發(fā)生了怎樣的變化？解析由熱

6、力學(xué)第一定律可得UWQ120 J280 J160 J，氣體的內(nèi)能增加了160 J.熱力學(xué)第一定律考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用(2)如果這些氣體又返回原來的狀態(tài)，并放出了240J的熱量，那么在返回的過程中是氣體對外界做功，還是外界對氣體做功？做功多少？解析由于氣體的內(nèi)能僅與狀態(tài)有關(guān)，所以氣體從狀態(tài)2回到狀態(tài)1的過程中內(nèi)能的變化量應(yīng)等于從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中內(nèi)能的變化量，則從狀態(tài)2到狀態(tài)1的內(nèi)能應(yīng)減少160 J，即U160 J，又Q240 J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：UWQ，所以WUQ160 J(240 J)80 J，即外界對氣體做功80 J考點(diǎn)二 熱力學(xué)第二定律的理解1熱力學(xué)第二定律的理解(

7、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、做功等考點(diǎn)二 熱力學(xué)第二定律的理解2熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過程的 ，進(jìn)而使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有 特別提醒熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱；在引起其他變化的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的等溫膨脹過程方向性方向性. . .考點(diǎn)二 熱力學(xué)第二

8、定律的理解3熱力學(xué)過程方向性實(shí)例：高溫物體 低溫物體功能 熱氣體體積V1 氣體體積V2(較大)不同氣體A和B 混合氣體AB熱量Q能自發(fā)傳給熱量Q不能自發(fā)傳給自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為為不能自發(fā)地且不能完全轉(zhuǎn)化能自發(fā)膨脹到不能自發(fā)收縮到能自發(fā)混合成不能自發(fā)分離成考點(diǎn)二 熱力學(xué)第二定律的理解4兩類永動(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)器違背 ，不可能制成不違背能量守恒定律，但違背 ，不可能制成能量守恒定律熱力學(xué)第二定律考點(diǎn)二 熱力學(xué)第二定律的理解例2根據(jù)你學(xué)過的熱學(xué)的有關(guān)知識,判斷下列說法中正確的是()A機(jī)械

9、能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部用來做功轉(zhuǎn)化成 機(jī)械能B凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量 只能從高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高 溫物體C盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)卻可 以使溫度降到293D第一類永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守 恒定律，隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，第二類永動(dòng)機(jī)可以制造出來同時(shí)引起其他變化只能接近273.15C，卻永遠(yuǎn)不能達(dá)到A借助外界幫助，熱量可從低溫物體傳到高溫物體違背熱力學(xué)第二定律考點(diǎn)二 熱力學(xué)第二定律的理解遞進(jìn)題組4.下列說法正確的是()A熱量不能由低溫物體傳遞到高溫物體B外界對物體做功，物

10、體的內(nèi)能必定增加C第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，是因?yàn)檫`反了能量守恒定律D不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其 他變化借助外界條件下可以放熱，內(nèi)能可能減小D違反熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律表述形式之一考點(diǎn)二 熱力學(xué)第二定律的理解5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0.1C，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()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

11、都不正確C滿足可以轉(zhuǎn)化，例如熱機(jī)同時(shí)要引起其他變化考點(diǎn)二 熱力學(xué)第二定律的理解6.關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法中正確的是()A為了增加物體的內(nèi)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(huì)使該物體的內(nèi)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E功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程是不可逆過程ACE不一定，有可能放熱可以，例如空調(diào)改變內(nèi)能的兩種方式同時(shí)要引起其他變化考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題例3一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到A，體積V與溫度T的關(guān)系如圖所示圖中TA、VA和TD為已知量(1

12、)從狀態(tài)A到B,氣體經(jīng)歷的是_過程(填“等溫”“等容”“等壓”)(2)從B到C的過程中，氣體的內(nèi)能_(填“增大”“減小”“不變”)(3)從C到D的過程中，氣體對外_(填“做正功”、“做負(fù)功”或“不 做功”)，同時(shí)_(填“吸熱”或“放熱”)(4)氣體在狀態(tài)D時(shí)的體積VD_.解析（1）AB：體積不變，等容內(nèi)能只與溫度有關(guān)等容（2）BC：溫度不變，內(nèi)能不變不變考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題例3一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到A，體積V與溫度T的關(guān)系如圖所示圖中TA、VA和TD為已知量(1)從狀態(tài)A到B,氣體經(jīng)歷的是_過程(填“等溫”“等容”“等壓”)(2)從B到C的過

13、程中，氣體的內(nèi)能_(填“增大”“減小”“不變”)(3)從C到D的過程中，氣體對外_(填“做正功”、“做負(fù)功”或“不 做功”)，同時(shí)_(填“吸熱”或“放熱”)(4)氣體在狀態(tài)D時(shí)的體積VD_.解析（3）CD：體積減小，氣體對外做負(fù)功內(nèi)能只與溫度有關(guān)等容溫度減小，內(nèi)能減小，由U=Q+W，氣體放熱不變做負(fù)功放熱考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題例3一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到A，體積V與溫度T的關(guān)系如圖所示圖中TA、VA和TD為已知量(1)從狀態(tài)A到B,氣體經(jīng)歷的是_過程(填“等溫”“等容”“等壓”)(2)從B到C的過程中，氣體的內(nèi)能_(填“增大”“減小”“不變”)(

14、3)從C到D的過程中，氣體對外_(填“做正功”、“做負(fù)功”或“不 做功”)，同時(shí)_(填“吸熱”或“放熱”)(4)氣體在狀態(tài)D時(shí)的體積VD_.解析（4）DA：過原點(diǎn)，等壓變化內(nèi)能只與溫度有關(guān)等容VD/TD=VA/TA, VD=TDVA/TA不變做負(fù)功放熱TDVA/TA考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題遞進(jìn)題組7如圖所示，一粗細(xì)均勻、導(dǎo)熱良好、裝有適量水銀的U形管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長l120 cm(可視為理想氣體)，兩管中水銀面等高現(xiàn)將右端與一低壓艙(未畫出)接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h10 cm.(環(huán)境溫度不變，大氣壓強(qiáng)p075 cmHg)(1)求穩(wěn)定后低壓艙

15、內(nèi)的壓強(qiáng)(用“cmHg”做單位)(2)此過程中左管內(nèi)的氣體對外界_(填“做正功”、“做負(fù)功” 或“不做功”)，氣體將_(填“吸熱”或“放熱”)氣體實(shí)驗(yàn)定律等溫變化熱力學(xué)第一定律考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題(1)求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)(用“cmHg”做單位)解析設(shè)U形管橫截面積為S，右端與大氣相通時(shí)，左管中封閉氣體的壓強(qiáng)為p1，右端與一低壓艙接通后，左管中封閉氣體的壓強(qiáng)為p2，氣柱長度為l2，穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)為p.左管中封閉氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得： p1V1p2V2p1p0 p2pphV1l1S V2l2S由幾何關(guān)系得h2(l2l1)聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得p50 cmHg

16、考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題(2)此過程中左管內(nèi)的氣體對外界_(填“做正功”、“做負(fù)功” 或“不做功”)，氣體將_(填“吸熱”或“放熱”)解析左管內(nèi)氣體膨脹，氣體對外界做正功溫度不變，U0根據(jù)熱力學(xué)第一定律UQW且W0，氣體將吸熱做正功吸熱考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題8我國“蛟龍”號深海探測船載人下潛超過七千米，再創(chuàng)載人深潛新紀(jì)錄在某次深潛實(shí)驗(yàn)中，“蛟龍”號探測到990 m深處的海水溫度為280 K某同學(xué)利用該數(shù)據(jù)來研究氣體狀態(tài)隨海水深度的變化如圖所示，導(dǎo)熱良好的汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體，不計(jì)活塞的質(zhì)量和摩擦，汽缸所處海平面的溫度T0300 K，壓強(qiáng)p01atm，封閉氣

17、體的體積V03 m3.如果將該汽缸下潛至990 m深處，此過程中封閉氣體可視為理想氣體(1)求990 m深處封閉氣體的體積(1atm相當(dāng)于10 m深的海水產(chǎn)生的壓強(qiáng))(2)下潛過程中封閉氣體_(填“吸熱”或“放熱”)，傳遞的熱量_(填“大于”或“小于”)外界對氣體所做的功氣體實(shí)驗(yàn)定律+熱力學(xué)第一定律考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題(1)求990m深處封閉氣體的體積(1 atm相當(dāng)于10 m的海水產(chǎn)生的壓強(qiáng))解析以汽缸內(nèi)封閉的氣體為研究對象:初態(tài)壓強(qiáng)p01 atm，溫度T0300 K，體積V03 m3汽缸在990 m深處時(shí):由氣體狀態(tài)方程有p0 V0 / T0 pV/T，得V2.8102

18、 m3考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題(2)下潛過程中封閉氣體_(填“吸熱”或“放熱”)，傳遞的熱量_(填“大于”或“小于”)外界對氣體所做的功解析封閉氣體的體積減小，外界對封閉氣體做正功而封閉氣體的溫度降低，內(nèi)能減小由熱力學(xué)第一定律可知:U=Q+W封閉氣體要放熱，且傳遞的熱量大于外界對封閉氣體所做的功放熱大于考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題9.一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖象如圖所示，AB、BC分別與p軸和T軸平行，氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)為p0、體積為V0，在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)為2p0，則氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積為_；氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，對外做的功

19、為a(a0)，內(nèi)能增加了b(b0)，則此過程氣體_(選填“吸收”或“放出”)的熱量為_熱力學(xué)第一定律對A到B過程，溫度不變，由玻意耳定律可知：等溫變化規(guī)律p0V0=2p0VBVB =V0/2V0/2考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合問題9.一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖象如圖所示，AB、BC分別與p軸和T軸平行，氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)為p0、體積為V0，在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)為2p0，則氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積為_；氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，對外做的功為a(a0)，內(nèi)能增加了b(b0)，則此過程氣體_(選填“吸收”或“放出”)的熱量為_熱力學(xué)第一定律從A經(jīng)B到C，對外做的

20、功為a，內(nèi)能增加了b等溫變化規(guī)律由熱力學(xué)第一定律U=Q+W吸收的熱量Q=a+bV0/2吸收a+b高考模擬明確考向1. (2014廣東17)用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，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對外界做負(fù)功，內(nèi)能增大D對外界做正功，壓強(qiáng)減小擠壓時(shí)，氣體體積減小，外界對氣體做正功；體積減小Q=0由U=Q+W,Q=0,W0,U0,氣體內(nèi)能增加，溫度升高；由理想氣體狀態(tài)方程:pV/T=C,T變大，氣體壓強(qiáng) p變大.AC高考模擬明確考向2.(2014重慶10(1)重慶出租車常以天然氣作為燃料，加氣站儲(chǔ)氣罐

21、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)()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B溫度升高，內(nèi)能增大內(nèi)能只與溫度有關(guān)分子平均動(dòng)能增大氣體實(shí)驗(yàn)定律PV/T=C，體積不變，溫度升高，壓強(qiáng)變大高考模擬明確考向3. (2014山東37(1)如圖所示，內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸中用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，缸內(nèi)氣體_(雙選，填正確答案標(biāo)號)A內(nèi)能增加 B對外做功C壓強(qiáng)增大 D分子間的引力和斥力都增大內(nèi)能只與溫度有關(guān)AB解析根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，體

22、積增大，對外做功，理想氣體不計(jì)分子間的作用力，溫度升高，內(nèi)能增加選項(xiàng)A、B正確高考模擬明確考向 4如圖所示，固定在水平面上的汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸壁和活塞絕熱性能良好，汽缸內(nèi)氣體分子間相互作用的勢能忽略不計(jì)，則以下說法正確的是()A使活塞向左移動(dòng)，汽缸內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能減少B使活塞向左移動(dòng)，汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能增大，溫度升高C使活塞向左移動(dòng)，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小D使活塞向左移動(dòng)，汽缸內(nèi)氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小活塞向左移動(dòng)，外界對缸內(nèi)氣體做功，故W0B缸壁的絕熱性能好，由UWQ得，氣體的內(nèi)能增大，所以氣體溫度升高，所以缸內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能增大，壓強(qiáng)增大Q=0高考模擬明確考向5

23、某次科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，從高溫環(huán)境中取出一個(gè)如圖所示的圓柱形導(dǎo)熱汽缸，把它放在大氣壓強(qiáng)p01atm、溫度t027 的環(huán)境中自然冷卻該汽缸內(nèi)壁光滑，容積V1 m3，開口端有一厚度可忽略的活塞開始時(shí)，汽缸內(nèi)密封有溫度t447 、壓強(qiáng)p1.2 atm的理想氣體，將汽缸開口向右固定在水平面上，假設(shè)汽缸內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的求：(1)活塞剛要向左移動(dòng)時(shí)，汽缸內(nèi)氣體的溫度t1；(2)最終汽缸內(nèi)氣體的體積V1；(3)在整個(gè)過程中，汽缸內(nèi)氣體對外界_(選填“做正功”、“做負(fù) 功”或“不做功”)，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量_(選填“大于”、“ 等于”或“小于”)氣體內(nèi)能的減少量氣體實(shí)驗(yàn)定律熱力學(xué)第一定律高考模擬明確考

24、向(1)活塞剛要向左移動(dòng)時(shí)，汽缸內(nèi)氣體的溫度t1；解析汽缸內(nèi)的氣體做等容變化，T(273447) K720 K由查理定律得p/Tp0/T1得T1600 K，即t1327 .高考模擬明確考向(2)最終汽缸內(nèi)氣體的體積V1；解析最終氣體的壓強(qiáng)為p0，溫度為T0，且T0(27327) K300 K由理想氣體狀態(tài)方程得:pV/Tp0V1/T0解得V10.5 m3.高考模擬明確考向(3)在整個(gè)過程中，汽缸內(nèi)氣體對外界_(選填“做正功”、“做負(fù) 功”或“不做功”)，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量_(選填“大于”、“ 等于”或“小于”)氣體內(nèi)能的減少量解析體積減小，汽缸內(nèi)氣體對外界做負(fù)功，由UWQ知，汽缸內(nèi)氣體放出的

25、熱量大于氣體內(nèi)能的減少量負(fù)功大于高考模擬明確考向6如圖所示pV圖中，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過ACB過程至狀態(tài)B，氣體對外做功280 J，放出熱量410 J；氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài)A，這一過程中外界對氣體做功200 J.(1)ACB過程中氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？解析ACB過程中W1280 J，Q1410 J由熱力學(xué)第一定律UBUAW1Q1690 J氣體內(nèi)能的減少量為690 J高考模擬明確考向6如圖所示pV圖中，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過ACB過程至狀態(tài)B，氣體對外做功280 J，放出熱量410 J；氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài)A，這一過程中外界對氣體做功200

26、 J.(2)BDA過程中氣體吸收還是放出多少熱量？熱力學(xué)第一定律求解解析理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，BDA過程中氣體內(nèi)能變化量UAUB690 J由題知W2200 J由熱力學(xué)第一定律UAUBW2Q2解得Q2490 J，即氣體吸收熱量490 J 練出高分1. (2013山東36(1)下列關(guān)于熱現(xiàn)象的描述正確的一項(xiàng)是()A根據(jù)熱力學(xué)定律，熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%B做功和熱傳遞都是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的C溫度是描述熱運(yùn)動(dòng)的物理量，一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平 衡時(shí)兩系統(tǒng)溫度相同D物體由大量分子組成，其單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，大量分 子的運(yùn)動(dòng)也是無規(guī)則的345678910122111練出高

27、分3456789102111解析根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)不可能從單一熱源吸收熱量全部用來做功而不引起其他變化，因此，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；做功是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變系統(tǒng)的內(nèi)能，熱傳遞是通過能量的轉(zhuǎn)移的方式改變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度是表示熱運(yùn)動(dòng)的物理量，熱傳遞過程中達(dá)到熱平衡時(shí)，溫度相同，選項(xiàng)C正確；單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，大量分子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)規(guī)律，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案 C12練出高分2已知理想氣體的內(nèi)能與溫度成正比，如圖所示的實(shí)線為汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2的變化曲線，則在整個(gè)過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能()A先增大后減小 B先減小后增大C單調(diào)變化 D保

28、持不變3456789102111解析題圖中虛線是等溫線，由理想氣體狀態(tài)方程pV/TC知，在V一定時(shí)p1/T，所以汽缸內(nèi)氣體由狀態(tài)1到狀態(tài)2時(shí)溫度先減小后增大，即理想氣體的內(nèi)能先減小后增大，B正確B12練出高分3如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞今對活塞施加一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體()A溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少B溫度降低，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少C溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加D溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加3456789102111C解析向下壓活塞，力

29、F對容器中的氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，對活塞受力分析可得出容器中的氣體的壓強(qiáng)增大12練出高分4一物理愛好者利用如圖所示的裝置研究氣體壓強(qiáng)、體積、溫度三者之間的關(guān)系導(dǎo)熱良好的汽缸開口向下，內(nèi)有理想氣體，汽缸固定不動(dòng)，缸內(nèi)活塞可自由移動(dòng)且不漏氣一溫度計(jì)通過缸底小孔插入缸內(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)沙緩慢漏出，外部溫度恒定不變，則()A外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大B外界對氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)不變C外界對氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)減小D外界對氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)增大345678910211112練出高分A外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大B

30、外界對氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)不變C外界對氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)減小D外界對氣體做功，溫度計(jì)示數(shù)增大3456789102111解析題中“導(dǎo)熱良好的汽缸”和“細(xì)沙緩慢漏出”表明缸內(nèi)氣體溫度不變，等于環(huán)境溫度，所以溫度計(jì)示數(shù)不變，氣體內(nèi)能不變，細(xì)沙漏出的過程活塞向上移動(dòng)，外界對氣體做功，B正確12練出高分5. A、B兩裝置均由一支一端封閉、一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他條件都相同將兩管抽成真空后，開口向下插入水銀槽中(插入過程沒有空氣進(jìn)入管內(nèi))，水銀柱上升到如圖所示位置停止假設(shè)這一過程水銀與外界沒有熱交換，則下列說法中正確的是()AA中水銀的內(nèi)能增量大于B中

31、水銀的內(nèi)能增量BB中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量CA和B中水銀體積保持不變，故內(nèi)能增量相同DA和B中水銀溫度始終相同，故內(nèi)能增量相同345678910211112練出高分3456789102111解析 在水銀進(jìn)入管中的過程中，大氣壓力對水銀做功，把大氣的能量轉(zhuǎn)化為水銀的內(nèi)能和重力勢能，在一定的大氣壓下，靜止時(shí)，A、B管中水銀柱的高度是相同的，則進(jìn)入管中的水銀體積相同，所以大氣壓力做功相同但兩裝置中水銀重力勢能的增量不同，所以兩者內(nèi)能的改變也不同，由圖可知B管水銀的重力勢能較小，所以B管中水銀的內(nèi)能增量較多故B正確答案 B12練出高分6對于一定量的理想氣體，下列說法中正確的是()A若氣體

32、的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變B若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變C若氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大D氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)E當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，氣體的內(nèi)能一定增大345678910211112練出高分解析理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定，故E正確由理想氣體狀態(tài)方程pV/TC可知，若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，溫度T也不變，所以內(nèi)能也一定不變，A正確若氣體的內(nèi)能不變，則溫度T不變，但氣體的壓強(qiáng)和體積可以改變，B錯(cuò)誤若氣體的溫度升高，體積增大，其壓強(qiáng)可以不變，C錯(cuò)誤由熱力學(xué)第一定律，UQW知，D正確3456789102111答案 ADE12練出高分7 (20

33、13廣東18)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()A充氣后，密封氣體壓強(qiáng)增加B充氣后，密封氣體分子的平均動(dòng)能增加C打開閥門后，密封氣體對外界做正功D打開閥門后，不再充氣也能把水噴光345678910211112練出高分3456789102111解析由pVnRT知，當(dāng)V、T不變時(shí)，n增加，p增大，故A對密封氣體的溫度不變，密封氣體分子的平均動(dòng)能就不變，故B錯(cuò)通過公式p1V1p2V2pV1計(jì)算出，密封氣體壓強(qiáng)變?yōu)?.2 atm，大于外界壓強(qiáng)，

34、故打開閥門后氣體就會(huì)壓水把水噴出，顯然密封氣體對外界做正功，密封氣體體積變大，壓強(qiáng)變小，當(dāng)密封氣體壓強(qiáng)與裝置內(nèi)剩余水的壓強(qiáng)之和與外界壓強(qiáng)相等的時(shí)候，就不再噴水了，故C對，D錯(cuò)答案 AC12練出高分8如圖所示，在開口向下的豎直導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，用活塞封閉了一定質(zhì)量的氣體，活塞與汽缸壁之間無摩擦，汽缸外溫度不變，且不考慮汽缸內(nèi)氣體的分子勢能，若在活塞下面懸掛一個(gè)小重物，則穩(wěn)定后()A缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變B缸內(nèi)氣體對外做功C缸內(nèi)氣體從外界吸收熱量D缸內(nèi)氣體內(nèi)能增大345678910211112練出高分解析不掛小重物時(shí)，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)pp0m活塞g/S，若活塞下掛一小重物，設(shè)小重物的質(zhì)量為m，則pp0 (m+

35、m活塞)g/S ，即缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小，A錯(cuò)誤由于汽缸內(nèi)的氣體等溫變化，故缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變，D錯(cuò)誤；由pV/TC可知，缸內(nèi)壓強(qiáng)減小，體積增大，缸內(nèi)氣體對外做功，B正確；由UWQ可知，缸內(nèi)氣體從外界吸收熱量，C正確3456789102111答案 BC12練出高分9如圖，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，溫度降低D氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變345678910211112練出高分解析因b內(nèi)為真空，所以抽開隔板后，a內(nèi)氣體可以“自發(fā)”進(jìn)入b，氣體

36、不做功又因容器絕熱，不與外界發(fā)生熱量傳遞，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可以判斷其內(nèi)能不變，溫度不變由理想氣體狀態(tài)方程可知：氣體體積增大，溫度不變，壓強(qiáng)必然變小綜上可判斷B、D項(xiàng)正確3456789102111答案 BD12練出高分10(1)如圖甲所示，一理想的“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面“劃水”，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)離開熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)下列說法中正確的是()A轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要消耗外界能量B轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)所需能量來自形狀記憶合金自身C轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片不斷攪動(dòng)熱水，水溫升高D葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的