步步高2015一輪講義：11.3熱力學(xué)定律參考資料

1、第 3 課時(shí) 熱力學(xué)定律考綱解讀 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1. 熱力學(xué)第一定律的理解一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對(duì)氣體做功7.0X 104 J,氣體內(nèi)能減少1.3X 105 J,則此過程（）5A. 氣體從外界吸收熱量 2.0X 10 JB. 氣體向外界放出熱量 2.0 X 105 JC. 氣體從外界吸收熱量 6.0 X 104 JD. 氣體向外界放出熱量 6.0X 104 J答案 B解析 根據(jù)熱力學(xué)第一定律，AU = W+ Q,所以Q = AU-W=- 1.3X 1

2、05 j 7.OX 104 J=-2.0X 105 J,即氣體向外界放出熱量2.0X 105 J.2. 熱力學(xué)第二定律的理解 以下哪些現(xiàn)象可能發(fā)生？哪些現(xiàn)象不可能發(fā)生？不可能發(fā)生的現(xiàn)象是否違背熱力學(xué)第二定律？A 一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會(huì)自動(dòng)變得更熱.B. 蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能.C. 桶中混濁的泥水在靜置一段時(shí)間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動(dòng)分離.D 電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體.答案 見解析解析 A 不可能因?yàn)槭?“自動(dòng)”過程，所以茶變熱時(shí)的內(nèi)能增量只能來源于周圍環(huán) 境，即周圍環(huán)境中的熱量會(huì)自動(dòng)地收集到茶中， 違背熱力學(xué)第二定律， 所以這是不可能 發(fā)

3、生的現(xiàn)象.B. 不可能蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能必定需要做功，即熱蒸汽推動(dòng)活塞做功這一過 程中，一方面由于活塞摩擦汽缸而產(chǎn)生熱能，另一方面熱蒸汽與周圍環(huán)境存在溫度差， 蒸汽機(jī)會(huì)向周圍環(huán)境散熱. 所以， 蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全都轉(zhuǎn)化為機(jī)械能， 違背熱力學(xué) 第二定律，是不可能的.C. 可能渾水變清，泥沙下沉，重心下降，總的重力勢能減少，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而 機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能是可能的.D. 可能冰箱通電后，消耗電能，將箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外.3. 能量守恒定律的應(yīng)用木箱靜止于水平地面上，現(xiàn)在用一個(gè)80 N的水平推力推動(dòng)木箱前進(jìn)10 m，木箱受到的摩擦力為 60 N，則轉(zhuǎn)化為木箱與地面系統(tǒng)的內(nèi)能 U和

4、轉(zhuǎn)化為木箱 的動(dòng)能Ek分別是()A. U= 200 J, Ek = 600 J B . U = 600 J, Ek= 200 JC. U = 600 J, Ek= 800 J D. U = 800 J, Ek= 200 J答案 B解析 由于木箱在推動(dòng)中受到滑動(dòng)摩擦力，其與相對(duì)位移的乘積為系統(tǒng)的內(nèi)能的大小，即U = 60X 10 J= 600 J,由能量守恒定律可得Ek= W總一U = 80 X 10 J-600 J= 200丄故正確答案為B.1 .物體內(nèi)能的改變做功是其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化過程，內(nèi)能的改變量可用做功的數(shù)值來量度.(2)熱傳遞是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程，內(nèi)能的轉(zhuǎn)移量用熱量來量度

5、.2. 熱力學(xué)第一定律(1) 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.(2) 表達(dá)式：AU = Q+ W.3. 能量守恒定律第一類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律.4. 熱力學(xué)第二定律(1) 兩種表述 第一種表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(克勞修斯表述). 第二種表述：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(開爾文表述).(2) 第二類永動(dòng)機(jī)是指設(shè)想只從單一熱庫吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響的熱機(jī).這類永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因是違背了熱力學(xué)第二定律.考點(diǎn)一對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解及應(yīng)用1. 熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和

6、熱傳遞這兩種方式改變內(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.2 .對(duì)公式 AU = Q + W符號(hào)的規(guī)定符號(hào)WQAU+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)能減少3 幾種特殊情況若過程是絕熱的，則 Q= 0, W= AU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量. 若過程中不做功，即 W= 0,則Q = AJ，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量.若過程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即AJ = 0，則W+ Q = 0或W=- Q.外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量.例1在如圖1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：

7、第一種變化是從狀態(tài) A到狀態(tài)B，外界對(duì)該氣體做功為 6J ;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丄圖線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：圖1(1) 從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，該氣體對(duì)外界做的功Wi和其內(nèi)能的增量 AUi；從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，該氣體內(nèi)能的增量AU2及其從外界吸收的熱量 Q2.解析(1)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 該氣體對(duì)外界做的功 W1 = 0根據(jù)熱力學(xué)第一定律有 AU1= W1 + Q1內(nèi)能的增量 AU1 = Q1= 9 J.(2) 從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，體積減小，溫度升高該

8、氣體內(nèi)能的增量 AU2= AU 1 = 9 J根據(jù)熱力學(xué)第一定律有 AU2= W2+ Q2從外界吸收的熱量 Q2= AU2- W2= 3 J.答案(1)09 J (2)9 J 3 JAU = W+ Q,使用時(shí)注意符號(hào)法則(簡記為：外界對(duì)系統(tǒng)取正，系統(tǒng)對(duì)外界取負(fù)).對(duì)理想氣體，AU僅由溫度決定， W僅由體積決定，絕熱情況下，Q= 0氣體向真空膨脹不做功.突破訓(xùn)練1 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(duì)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？(2) 如果這些氣體又返回原來的狀態(tài)，并放出了 240 J熱量，那么在返回的過程中是氣體對(duì)外界做

9、功，還是外界對(duì)氣體做功？做功多少？答案 (1)增加了 160 J (2)外界對(duì)氣體做功 80 J解析 由熱力學(xué)第一定律可得 AU = W+ Q=- 120 J + 280 J= 160 J,氣體的內(nèi)能增加了 160 J.(2)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 應(yīng)等于從狀態(tài) 1 到狀態(tài) 2的過程中內(nèi)能的變化， 則從狀態(tài) 2到狀態(tài) 1 的內(nèi)能應(yīng)減少 160J,即AU ' =- 160 J,又Q' =-240 J,根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：AU ' = W' + Q'，所以 W' = AU ' Q&#

10、39; =- 160 J-( 240 J)= 80 J,即外界對(duì)氣體 做功 80 J.突破訓(xùn)練 2 圖 2 為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N 兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動(dòng)，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動(dòng)的過程中 ()圖2A 外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大B. 外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能減小C. 氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增大D. 氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小答案 A解析 M 向下滑動(dòng)的過程中，氣體被壓縮，外界對(duì)氣體做功，又因?yàn)榕c外界沒有熱交換，所以氣體內(nèi)能增大.考點(diǎn)二 對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解1. 在熱力學(xué)第二定律的表述中，“自發(fā)地”、“不產(chǎn)生其他影響”的涵

11、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(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.2. 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)進(jìn)而使人們熱力學(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方向性,認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性.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.3. 兩類永動(dòng)機(jī)的比較第一類永

12、動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能不從單一熱源吸收熱量，使之完全變斷地對(duì)外做功的機(jī)器成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器違背能量守恒定律，不可能制成不違背能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律，不可能制成例2根據(jù)你學(xué)過的熱學(xué)中的有關(guān)知識(shí)，判斷下列說法中正確的是（）A 機(jī)械能可以全部轉(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- 293 °D. 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

13、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)可以制造出來解析機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能在引起其他變化時(shí)也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械 能，A正確；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，熱量可以自發(fā)地 從高溫物體傳遞給低溫物體， 也能從低溫物體傳遞給高溫物體，但必須借助外界的幫助，B錯(cuò)誤；盡管科技不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)也不能使溫度降到293°C,只能無限接近273.15 C，卻永遠(yuǎn)不能達(dá)到，C錯(cuò)誤；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，而是違背了熱力學(xué)第二定律，第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造出來，D錯(cuò)誤.答案 A熱力學(xué)第一定律說明發(fā)

14、生的任何過程中能量必定守恒，熱力學(xué)第二定律說明并非所有能量守恒的過程都能實(shí)現(xiàn).高溫物體熱量Q能自發(fā)傳給熱量Q不能自發(fā)傳給低溫物體能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為（2）功不能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為熱量（3）氣體體積Vi能自發(fā)膨脹到不能自發(fā)收縮到氣體體積V2（較大）不同氣體A和B不能自發(fā)分離成混合氣體AB突破訓(xùn)練3地球上有很多的海水，它的總質(zhì)量約為1.4 X 1018噸，如果這些海水的溫度降低0.1 °，將要放出5.8 X 1023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

15、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答案 C解析本題考查熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用，內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，如熱機(jī)，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，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量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，C正確.48熱力學(xué)定律與理想氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合的解題模型例3如圖3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11= 20 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

16、右管水銀面高出左管水銀面h= 10 cm.（環(huán)境溫度不變，大氣壓強(qiáng) p0= 75 cmHg）圖3（1）求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng) （用“ cmHg ”做單位）.此過程中左管內(nèi)的氣體對(duì)外界 （填“做正功”、“做負(fù)功”或“不做功” ）,氣體將（填“吸熱”或“放熱” ）審題與關(guān)聯(lián)解析（1）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12,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piVi = P2V2 pi= poP2= P+ Ph Vi = IlSV2= I2S由幾何關(guān)系得h= 2(l

17、2 li)聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得P= 50 cmHg(2)左管內(nèi)氣體膨脹，氣體對(duì)外界做正功，溫度不變，AU = 0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=Q+ W且W<0，所以Q= W>0,氣體將吸熱.答案 (i)50 cmHg (2)做正功 吸熱突破訓(xùn)練4 一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變成狀態(tài)C,其中AtB過程為等壓變化，BtC 過程為等容變化.已知Va= 0.3 m3, Ta = Tc= 300 K, Tb = 400 K.(1) 求氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積.(2) 說明BtC過程壓強(qiáng)變化的微觀原因.設(shè)atB過程氣體吸收熱量為Qi, BtC過程氣體放出熱量為 Q2，比較Qi、Q2的大小并說明原

18、因.答案(i)0.4 m3 (2)見解析(3)Qi>Q2，原因見解析解析(i)設(shè)氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積為Vb，由蓋一呂薩克定律得Va= Vb ,Ta Tb代入數(shù)據(jù)得Vb = 0.4 m3.(2) 微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變化(降低)，氣體分子平均動(dòng)能變化(減小)，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)變化(減小).(3) Qi大于Q2；因?yàn)門a= Tc，故At B增加的內(nèi)能與 BtC減少的內(nèi)能相同，而AtB過程氣體對(duì)外界做正功，Bt C過程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知Qi大于Q2.高考題組1. （2012福建理綜28（1）關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，下列說法正確的是（）A 一定量的氣體吸收

19、熱量，其內(nèi)能一定增大B. 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體C. 若兩分子間距離增大，分子勢能一定增大D. 若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大答案 D解析 由熱力學(xué)第一定律 AU = W+ Q知，一定量的氣體吸收熱量內(nèi)能不一定增大，例 如氣體對(duì)外做功，且 W>Q，那么內(nèi)能將會(huì)減小，故 A項(xiàng)錯(cuò)誤；不可能使熱量由低溫物 體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化，如果“引起其他變化”,完全可以實(shí)現(xiàn)將熱量 從低溫物體傳遞到高溫物體，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)r<ro時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)分子間距增大時(shí)，分子勢能減小，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)分子引力、斥力隨分子間距的變化規(guī)律知，D項(xiàng)正確.2. （2013

20、浙江自選13）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4所示.圖中Ta、Va和Td為已知量.圖4（1）從狀態(tài)A到B,氣體經(jīng)歷的是 過程（填“等溫”、“等容”或“等壓”）.從B到C的過程中，氣體的內(nèi)能 （填“增大”、“減小”或“不變”）.從C到D的過程中，氣體對(duì)外 （填“做正功”、“做負(fù)功”或“不做功”），同時(shí)（填“吸熱”或“放熱”）.氣體在狀態(tài)D時(shí)的體積 Vd =.答案等容不變（3）做負(fù)功放熱 WVaTa解析（1）由題圖可知，從狀態(tài) A到B,氣體體積不變，故是等容變化；從B到C溫度不變，即分子平均動(dòng)能不變，對(duì)理想氣體即內(nèi)能不變；（3）從C到D氣體體積減

21、小，外界對(duì)氣體做正功，W>0,所以氣體對(duì)外做負(fù)功，同時(shí)溫度降低，說明內(nèi)能減小，由熱力學(xué)第一定律AJ = W+ Q知?dú)怏w放熱；從D到A是等壓變化，由VA=譽(yù)得Vd = TDva.3. （2013 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（2）我國“蛟龍”號(hào)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

22、”號(hào)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5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 To= 300 K ,壓強(qiáng)po= 1 atm,封閉氣體的體積V°= 3 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.圖5 求990 m深處封閉氣體的體積（1 atm相當(dāng)于10 m深的海水產(chǎn)生的壓強(qiáng)） 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(duì)氣體所做的功.答案（1）C2.8X 10_2 m3放熱 大于解析（1）熱機(jī)不可能將內(nèi)

23、能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，其效率不可能達(dá)到100%, A錯(cuò)誤做功是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變內(nèi)能，而熱傳遞是通過內(nèi)能轉(zhuǎn)移改變內(nèi)能，B錯(cuò)誤.單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)無規(guī)則，但大量分子的運(yùn)動(dòng)符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，D錯(cuò)誤，C的說法是正確的.（2）以汽缸內(nèi)圭寸閉的氣體為研究對(duì)象，初態(tài)壓強(qiáng)p°= 1 atm，溫度T°= 300 K，體積V。3990=3 m ,汽缸在990 m深處時(shí)，氣體壓強(qiáng)p= 1 atm + 而 atm = 100 atm ,溫度T= 280 K , 設(shè)體積變?yōu)閂.由理想氣體狀態(tài)方程有 PTjV°=琴，代入數(shù)據(jù)解得 V = 2.8X 10-2 m3.封閉氣體的體積減小，外界對(duì)氣體做

24、功，而氣體的溫度降低，內(nèi)能減小，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體要放熱，且傳遞的熱量大于外界對(duì)氣體所做的功.模擬題組4二氧化碳是導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”的主要原因之一，人類在采取節(jié)能減排措施的同時(shí)，也在研究控制溫室氣體的新方法，目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù).在某次實(shí)驗(yàn)中，將一定質(zhì)量的二氧化碳?xì)怏w封閉在一可自由壓縮的導(dǎo)熱容器中，將容器緩慢移到海水某深處，氣體體積減為原來的一半，不計(jì)溫度變化，則此過程中（）A .圭寸閉氣體對(duì)外界做正功B封閉氣體向外界傳遞熱量C封閉氣體分子的平均動(dòng)能增大D. 封閉氣體從外界吸收熱量答案 B解析因?yàn)闅怏w的溫度不變，所以氣體分子的平均動(dòng)能不變，C錯(cuò)誤；當(dāng)氣體體積減小時(shí)，外

25、界對(duì)氣體做功， A錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第一定律可得，封閉氣體將向外界傳遞熱量， B正確，D錯(cuò)誤.5 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 5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P。、體積為V。，在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)為2p。， 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(duì)外做的功為 W,內(nèi)能增加了 AU，則此過程氣體 （選填“吸收”或“放出”）的熱量為.圖5答案 V。吸收 AU + W解析 對(duì)AB過程，溫度不變，由玻意耳定律可知，氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積為V=普；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(duì)外做的功為 W,內(nèi)能增加了 AU

26、 , 由熱力學(xué)第一定律，此過程氣體吸收的熱量為 AU+ W.（限時(shí)：30分鐘）?題組1熱力學(xué)第一定律的理解1如圖1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(duì)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（）圖1A 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)能增加答案 C解析 向下壓活塞，力 F對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，對(duì)活塞受力分析 可得出氣體的壓強(qiáng)增大，故選項(xiàng)C正確.2

27、. 某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成.開箱時(shí)，密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖2所示.在此過程中，若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內(nèi)氣體（）圖2A 對(duì)外做正功，分子的平均動(dòng)能減小B. 對(duì)外做正功，內(nèi)能增大C. 對(duì)外做負(fù)功，分子的平均動(dòng)能增大D. 對(duì)外做負(fù)功，內(nèi)能減小答案 A解析 氣體膨脹， 氣體對(duì)外界做正功， 又因氣體與外界無熱交換， 由熱力學(xué)第一定律可 知?dú)怏w內(nèi)能減小， 因忽略氣體分子間相互作用， 即不考慮分子勢能， 所以分子的平均動(dòng) 能減小，選項(xiàng)A正確.3“溫泉水滑洗凝脂，冬浴溫泉正當(dāng)時(shí)”，在寒冷的冬天里泡一泡溫泉，不僅可以消除疲

28、勞，還可擴(kuò)張血管，促進(jìn)血液循環(huán)，加速人體新陳代謝設(shè)水溫恒定，則溫泉中正在緩 慢上升的氣泡 ()A 壓強(qiáng)增大，體積減小，吸收熱量B. 壓強(qiáng)增大，體積減小，放出熱量C. 壓強(qiáng)減小，體積增大，吸收熱量D. 壓強(qiáng)減小，體積增大，放出熱量答案 C解析 氣泡上升的過程中，壓強(qiáng)減小，體積增大，溫度不變，必然會(huì)吸收熱量，對(duì)比各 選項(xiàng)可知，答案選 C.4如圖3, 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 ()圖3A 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，溫度降低D. 氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變答案

29、BD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.? 題組 2 熱力學(xué)定律、兩類永動(dòng)機(jī)的理解5. (2012新課標(biāo)全國33(1)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A 為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量B. 對(duì)某物體做功，必定會(huì)使物體的內(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答案

30、 ACE6. 關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A .在一定條件下物體的溫度可以降到0KB. 物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功C. 吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加D. 壓縮氣體總能使氣體的溫度升高答案 B7. 關(guān)于兩類永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)的兩個(gè)定律，下列說法正確的是()A .第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第一定律B. 第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第二定律C. 由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能D. 由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱源吸收熱量，完全變成功也是可能的答案 D解析

31、第一類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律， 第二類永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第二定律， A、B錯(cuò); 由熱力學(xué)第一定律可知 WM 0, QM 0，但AU = W+ Q可以等于0, C錯(cuò)；由熱力學(xué)第二 定律可知 D 中現(xiàn)象是可能的，但會(huì)引起其他變化， D 對(duì).8. 圖 4 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.下列說法正確的是 ()圖4A .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

32、冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律答案 BC是能量守恒定律的具解析 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，體表現(xiàn)，適用于所有的熱現(xiàn)象，故 C 正確， D 錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不能 自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體， 必須借助于其他系統(tǒng)做功， A 錯(cuò)誤， B 正確， 故選 B、 C.9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5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 ），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（）圖5A 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，

33、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部分答案 D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到達(dá)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 部分中的某些氣體分子有可能再回到 A部分，選項(xiàng)D正確.? 題組 3 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的組合應(yīng)用10 .圖6是密閉的

34、汽缸，外力推動(dòng)活塞 P壓縮氣體，對(duì)缸內(nèi)氣體做功800 J，同時(shí)氣體向外界放熱200 J,缸內(nèi)氣體的（）圖6A 溫度升高，內(nèi)能增加600 JB.溫度升高，內(nèi)能減少200 JC.溫度降低，內(nèi)能增加600 JD.溫度降低，內(nèi)能減少200 J答案 A解析 對(duì)一定質(zhì)量的氣體，由熱力學(xué)第一定律AU = W+ Q可知，AU = 800 J+ （ 200 J）=600 J, AU為正表示內(nèi)能增加了 600 J,對(duì)氣體來說，分子間距較大，分子勢能為零， 內(nèi)能等于所有分子動(dòng)能的和，內(nèi)能增加，氣體分子的平均動(dòng)能增加，溫度升高，選項(xiàng)A正確.11 帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體氣體開始處于狀態(tài)a,然后經(jīng)過過程 a

35、b達(dá)到狀態(tài)b或經(jīng)過過程ac達(dá)到狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如圖 7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 ,在過程ab和ac中吸收的熱量分別為 Qab和Qac,則（ ） 圖7A Pb>Pc,Qab>Q acB Pb> Pc,Qab<Q acC.pb<pc,Qab>QacD .pb <pc,Qab<Qac答案 C解析 因?yàn)閎、c溫度相同，體積不同，由罕=恒量可知，體積越大，壓強(qiáng)越小，即b狀態(tài)壓強(qiáng)小.由a到c體積不變，不對(duì)外做功，而由a到b體積增大，對(duì)外做功，兩個(gè)過程內(nèi)能的增加量相同，由熱力學(xué)第一定律可得Qab>Qac, C正確.12. 氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖8所示.玻璃測溫泡 A內(nèi)充有理想氣體，通過細(xì)玻璃管 B和水銀壓強(qiáng)計(jì)相連.開始時(shí) A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在0點(diǎn)處，右管D中水銀面高出0點(diǎn)山=14 cm ,后將A放入待測恒溫槽中，上下移動(dòng)D,使C中水銀面仍在 0點(diǎn)處，測得D中水銀面高出0點(diǎn)h2= 44 cm.（已知外界大氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1標(biāo) 準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于 76 cmHg）圖8（1）求恒溫槽的溫度.此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能 （填“增大”或“減小”）