气体和热力学第一定律

1、热力学第一定律【2015重庆】某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么( )A.外界对胎内气体做功，气体内能减小 B.外界对胎内气体做功，气体内能增大C.胎内气体对外界做功，内能减小 D.胎内气体对外界做功，内能增大【答案】D【2015广东】图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气（ ）A.内能增大 B.压强增大C.分子间引力和斥力都减小 D.所有分子运动速率都增大【答案】AB【2015北京】下列说法正确的是（ ）A.物体放出热量，其内能一定减小B.物

2、体对外做功，其内能一定减小C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D.物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变【答案】C【2015江苏】在装有食品的包装袋中充入氮气，然后密封进行加压测试，测试时，对包装袋缓慢地施加压力，将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_（选填“增大”、“减小”或“不变”），包装袋内氮气的内能_（选填“增大”、“减小”或“不变”）【答案】CD5.【2014·广东卷】用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示。充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体（ ）AC 来源:Zxxk.Com

3、A.体积减小，内能增大B.体积减小，压强减小C.对外界做负功，内能增大D.对外界做正功，压强减小7. （双选）【2014·山东卷】如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时，缸内气体( )AB a内能增加 b对外做功 c压强增大 d分子间的引力和斥力都增大8.【2014·重庆卷】重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）( )BA压强增大，内能减小 B吸收热量，内能增大C压强减小，分子平均动能增大 D对外做功，分子平均动能减小9.【2014

4、83;新课标全国卷】一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其P-T图象如图所示，下列判断正确的是（ ）ADEA.过程ab中气体一定吸热B过程bc中气体既不吸热也不放热C过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热DA、b和c三个状态中，状态 a分子的平均动能最小Eb和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同8。（2013全国新课标理综II）关于一定量的气体，下列说法正确的是 ( ) A气体的体积指的是气体的分子所能够到达的空间的体积，而不是该气体所有分子的体积之和B只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C在完全失重的情况

5、下，气体的压强为零D气体从外界吸收热量，其内能一定增加E气体在等压膨胀过程中温度一定升高，答案.（1）ABE10. （2013高考广东理综）图为某同学设计的喷水装置，内部装有2L水，上部密封1atm的空气0.5L保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.1L。设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有( )A充气后，密封气体压强增加B充气后，密封气体的分子平均动能增加C打开阀门后，密封气体对外界做正功 D打开阀门后，不再充气也能把水喷光 答案：AC 14（2013高考山东理综）我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990

6、m深处的海水温度为280K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水温度的变化，如图所示，导热性良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度To=300K，压强P0=1 atm，封闭气体的体积Vo=3m2。如果将该气缸下潜至990m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。求990m深处封闭气体的体积（1 atm相当于10m深的海水产生的压强）。下潜过程中封闭气体_(填“吸热”或“放热”)，传递的热量_（填“大于”或“小于”）外界对气体所做的功。解析：当气缸下潜至990m时，设封闭气体的压强为p，温度为T，体积为V，由题意可知：p=100atm，根据理想气体状态方程得：p

7、0V0/T0= pV/T，代入数据解得：V=2.8×10-2m3。放热 大于3（2012广东卷）.景颇族的祖先发明的点火器如图1所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒。猛推推杆，艾绒即可点燃，对同内封闭的气体，再次压缩过程中( )A.气体温度升高，压强不变B.气体温度升高，压强变大C.气体对外界做正功，其体内能增加D.外界对气体做正功，气体内能减少答案：B4（2012山东卷）如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长（可视为理想气体），两管中水银面等高。先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面（环境温度不变，大

8、气压强）求稳定后低压舱内的压强（用“cmHg”做单位）此过程中左管内的气体对外界 （填“做正功”“做负功”“不做功”），气体将 （填“吸热”或放热“）。答案：. 做正功；吸热（2012江苏卷）如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B，此过程中，气体压强P=1.0×105Pa，吸收的热量Q=7.0×102J，求此过程中气体内能的增量。【答案】（3）等压变化，对外做的功,根据热力学第一定律,解得。14（2011全国卷1）关于一定量的气体，下列叙述正确的是( )DA.气体吸收的热量可以完全转化为功B.气体体积增大时，其内能一定减少C气体从外界吸收热量，其内能一定增加

9、D外界对气体做功，气体内能可能减少33（2011全国理综）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是。（ ）（ADE）A 若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B 若气体的内能不变，其状态也一定不变C 若气体的温度随时间不段升高，其压强也一定不断增大D 气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关E当气体温度升高时，气体的内能一定增大14（2011广东）.图4为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中( )A.外界对气体做功，气体内能增大 B.外界对气体做功，气体内能减小C.气体对外界做

10、功，气体内能增大 D.气体对外界做功，气体内能减小.选A36（2011山东）气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点=44cm。（已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76cmHg）（1）求恒温槽的温度（2）此过程A内气体内能 （填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将 (填“吸热”或者“放热”)解析：12A(2011江苏) (1)如图所示，一淙用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水

11、”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是( )A转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C转动的叶片不断搅动热水，水温升高D叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量(2)如题12A-2图所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P0。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中，气体分子平均动能_(选增“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了_。（2010全国卷2）如图，一绝热容器被隔板K 隔开a 、 b两部分。已知a内有一定量的稀薄

12、气体，b内为真空，抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中( ) A气体对外界做功，内能减少 B气体不做功，内能不变 C气体压强变小，温度降低 D气体压强变小，温度不变 答案：BD（2010重庆卷）给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )A从外界吸热 B对外界做负功C 分子平均动能减小 D内能增加【答案】 A（2010福建卷）如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。

13、若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体（ ） A温度升高，压强增大，内能减少 B温度降低，压强增大，内能减少 C温度升高，压强增大，内能增加 D温度降低，压强减小，内能增加答案：C14.（2010广东卷）图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的( ) A.温度升高，内能增加600JB.温度升高，内能减少200JC.温度降低，内能增加600JD.温度降低，内能减少200J答案：A2、（2009年全国卷）16如图，水平放置的密封气缸内被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内由一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。

14、初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比( )A右边气体温度升高，左边气体温度不变B左右两边气体温度都升高C左边气体压强增大 D右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量答案BC10、（2009年重庆卷）密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）( )A内能增大，放出热量 B内能减小，吸收热量C内能增大，对外界做功 D内能减小，外界对其做功答案：D14、（2009年宁夏卷）（1）带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或进过过程ac到状态c，

15、b、c状态温度相同，如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb、和PC ,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则（ ）A. Pb >Pc，Qab>Qac B. Pb >Pc，Qab<Qac C. Pb <Pc，Qab>Qac D. Pb <Pc，Qab<Qac （2）图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。 容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p0，温度为T0=273K，连个活塞因自身重量

16、对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求（i）第二次平衡时氮气的体积；（ii）水的温度。【解析】（1）C （2）（i）考虑氢气的等温过程。该过程的初态压强为，体积为hS，末态体积为0.8hS。设末态的压强为P，由玻意耳定律得 活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程。该过程的初态压强为1.1，体积为V；末态的压强为，体积为，则 由玻意耳定律得 (ii) 活塞A从最初位置升

17、到最高点的过程为等压过程。该过程的初态体积和温度分别为和，末态体积为。设末态温度为T，由盖-吕萨克定律得 (2008年全国)对一定量的气体，下列说法正确的是( )BCA气体的体积是所有气体分子的体积之和B气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高C气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少（2008宁夏卷)如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出。在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程，

18、下列说法正确的是（ ）DA.气体分子的平均动能逐渐增大 B.单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多C.单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变 D.气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量（2008年四川卷）下列说法正确的是( )D A物体吸收热量，其温度一定升高B热量只能从高温物体向低温物体传递C遵守热力学第一定律的过程一定能实现D做功和热传递是改变物体内能的两种方式(2008年上海物理)已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能( )B（A）先增大后减小（B）先减小后增大（C）单调变化（D）保持不变（2008年

19、江苏物理）(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J试问：此压缩过程中，气体 (填“吸收”或“放出”)的热量等于 J(2)若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是 (填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能 (填“增加”、“减少”或“不变”) (3)设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子?(已知1mol 水的质量为18g，地球的表面积约为5×1014m2，结果保留一位有效数字)解析：放出 5×104 C 增加 (20

20、08年山东)喷雾器内有l0L水，上部封闭有latm的空气2L。关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)。(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因。(2)打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由。解析： (1)设气体初态压强为P1，体积为V1；末态压强为P2：，体积为V2由玻意耳定律 P1V1=P2V2 代人数据得 P2=2.5 atm 微观解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加。(2)吸热。气体对外做功而内能不变根

21、据热力学第一定律可知气体吸热。（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24KJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5KJ的热量。在上述两个过程中，空气的内能共减小 KJ,空气 （选填“吸收”或“放出”）（3）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/和2.1kg/，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏伽德罗常数=6.02。若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。（结果保留一位有效数字）答案：（1）B（2）5；放出；（3）3×1022解析：（1），P与成

22、正比，选B。本题考查气体图象。（2）根据热力学第一定律W+Q=U，第一阶段W1=24J，U1=0，所以Q1=-24J，放热；第二阶段W2=0，U2=-5J，所以Q2=-5J，放热；所以Q= Q1+Q2=29J，放热。U=-5J，即减少5J。（3）设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为和，一次吸入空气的体积为V，则有，代入数据得n=3×1022。解析：图像突出中间多两边少的特点，答案选D。解析：外力F做正功，W0；绝热，Q=0；由热力学第一定律U=Q+W0，内能增加，温度升高；另外，由可以判断出压强增大。解析：由得：，一定质量的理想气体的内能大小只与温度有关，故温度升高，选A。

23、解析：由连通器原理知：对同一液面压强相同：（P0为大气压）P水增加因而P气增加，由PV=nRT得体积减小，选B。(2010山东卷)36（8分）物理物理3-3一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0。经过太阳暴晒，气体温度由T0=300K升至T1=350K。（1）求此时气体的压强。（2）保持T1=350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。解析：（1），解得：（2）根据，得：根据W+Q=U，以内T不变，所以U=0。因为体积

24、膨胀，所以W为负，所以Q为正，吸热。【解析】空气容易压缩是因为分子间距大，而水不容易压缩是因为分子间距小轻微压缩都使分子力表现为斥力。ABC说明存在分子力。（2011全国理综）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是_。（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）（ADE）A 若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B 若气体的内能不变，其状态也一定不变C 若气体的温度随时间不段升高，其压强也一定不断增大D 气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关E当气体温度升高时，气体的内能一定增大（2011广东）图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N

25、两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中A.外界对气体做功，气体内能增大 B.外界对气体做功，气体内能减小C.气体对外界做功，气体内能增大 D.气体对外界做功，气体内能减小【答案】A9.A（2012江苏卷）（选修模块33）（12分）（2）密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大，从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的_增大了，该气体在温度为T1、T2时的分子速率分布图像如题12A-1图所示，则T1_(选填“大于”或“小于”)T2（3）如图12A-2图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B，此过程中，气体压强P=1

26、.0×105Pa，吸收的热量Q=7.0×102J，求此过程中气体内能的增量。12A(3-3) 【答案】（1）AB (2)平均动能,小于 （3）等压变化，对外做的功,根据热力学第一定律,解得。10. （2013高考广东理综第18题）图6为某同学设计的喷水装置，内部装有2L水，上部密封1atm的空气0.5L保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.1L。设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有A充气后，密封气体压强增加B充气后，密封气体的分子平均动能增加 C打开阀门后，密封气体对外界做正功 D打开阀门后，不再充气也能把水喷光 10.考点：理想气体状态方程、分子

27、的平均动能和关系、气体做功答案：AC 11 (2013高考江苏)如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。 其中，和为等温过程，和为绝热过程（气体与外界无热量交换）。 这就是著名的“卡诺循环”。 （1）该循环过程中，下列说法正确的是_。（A）过程中，外界对气体做功（B） 过程中，气体分子的平均动能增大（C） 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多（D） 过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化（2）该循环过程中，内能减小的过程是_ （选填“”、“”、“”或“”）。 若气体在过程中吸收63kJ 的热量，在过程中放出38kJ 的热量，则气体完成一次循环对外做的功为_ kJ。 （3）若该循环过程中的气体为1mol，气体在A状态时的体积为10L，在B状态时压强为A状态时的。 求气体在B状态时单位体积内的分子数。 （已知阿伏加德罗常数，计算结果保留一位有效数字） 12A. (1)C(2) 25(3)n=4×1025m-3。6、（2009年广东物理）13（1）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃。随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”是通过_方式改变物体的内能，把_转变成内能。（2）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入