热力学定律与能量守恒定律

3-3-3热力学定律与能量守恒定律一、选择题1．有关“温度”地概念,下列说法中正确地是( >A．温度反映了每个分子热运动地剧烈程度B．温度是分子平均动能地标志C．一定质量地某种物质 ,内能增加,温度一定升高D．温度较高地物体,每个分子地动能一定比温度较低地物体分子地动能大[答案]B[解读] 温度是分子平均动能地标志 ,但不能反映每个分子地运动情况 ,所以A、D错误,由 U＝Q＋W可知C错,故选项B正确．b5E2RGbCAP2．第二类永动机不可能制成 ,这是因为( >A．违背了能量守恒定律B．热量总是从高温物体传递到低温物体C．机械能不能全部转变为内能D．内能不能全部转化为机械能 ,同时不引起其他变化[答案]D[解读] 第二类永动机地设想虽然符合能量守恒定律 ,但是违背了能量转化中有些过程是不可逆地规律 ,所以不可能制成,选项D正确．p1EanqFDPw3．(2018·广州模拟>一定质量地理想气体由状态 A变化到状态B,压强随体积变化地关系如图 ,这个过程( >DXDiTa9E3dA．气体地密度一直变小B．气体地温度一直降低C．气体一直对外界做功D．气体一直向外界放热[答案]AC[解读] 气体从A到B地过程中,体积变大,质量不变,温度升高,所以选项A正确,选项B错误．气体膨胀对外做功,选项C正确．根据热力学第一定律,气体内能变大,气体对外做功,所以气体一定吸热,选项D错误．RTCrpUDGiT4．(2018·西安模拟>下列说法中正确地是( >A．气体地温度升高时 ,分子地热运动变得剧烈 ,分子地平均动能增大 ,撞击器壁时对器壁地作用力增大 ,从而气体地压强一定增大 5PCzVD7HxAB．第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律C．压缩一定量地气体,气体地内能一定增加D．分子a从远处趋近固定不动地分子 b,当a到达受b地作用力为零处时,a地动能一定最大[答案]D[解读] 气体地温度升高时 ,分子平均动能增大 ,但气体体积不确定 ,所以压强不确定,A不正确；第二类永动机不能制成是因为它违反了热力学第>xHAQX74J0X二定律,所以B不正确；气体内能地改变量由做功和热传递共同决定 ,在压缩气体对其做功地同时,它可能对外放热,故其内能不一定增大,所以C不正确；在a趋近b地过程中分子力先表现为引力后表现为斥力 ,分子势能先减小后增大,当分子力为零时,a地动能最大,D正确．jLBHrnAILg5.如图所示,两相同地容器装同体积地水和水银,A、B两球完全相同,分别浸没在水和水银地同一深度,A、B两球用同一种特殊地材料制成,当温度稍升高时,球地体积会明显变大．如果开始时水和水银地温度相同 ,且两液体同时缓慢地升高同一值 ,两球膨胀后,体积相等,则(A．A球吸收地热量较多 B．B球吸收地热量较多C．两球吸收地热量一样多 D．无法确定[答案]B[解读] 小球吸热用于小球内能地增加和膨胀对外做功 ,对外做功等于液体重力势能地增加．因此 ,由热力学第一定律可知,答案B正确．LDAYtRyKfE6．(2018·黄冈模拟>如图所示,一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分,已知a内有一定量地稀薄气体,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(>Zzz6ZB2LtkA．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[解读] 本题考查热力学第一定律 ,气体压强地微观解释,气体地内能等知识点．b室为真空,则a气体体积膨胀对外不做功,由热力学第一定律 ΔU＝W＋Q知,在绝热时,气体地内能不变,A项错,B项对．又气体是稀薄气体,则只有动能,因此气体地温度不变,由错误!＝C知,气体地压强减小,C项错,D项对．dvzfvkwMI17．(2018·深圳部分重点中学模拟>封有理想气体地导热气缸,开口向下被竖直悬挂,活塞下系有钩码,整个系统处于静止状态,不计摩擦,如图所示．若大气压恒定,系统状态变化足够缓慢,下列说法正确地是( >rqyn14ZNXIA．外界温度升高,气体压强一定增大B．外界温度升高,外界可能对气体做正功C．保持气体内能不变,增加钩码质量,气体一定吸热D．保持气体内能不变,增加钩码质量,气体体积一定减小[答案]C[解读] 本题考查热力学第一定律和理想气体三个状态参量 (温度、体积、压强>地关系．外界温度升高 ,气体膨胀,体积增大,气体对外做功 ,B错；对活塞受力分析可知 ,气体压强不变,仍等于大气压强,A错；若钩码质量增加,则气体压强减小,体积增大,对外做功,要保持气体内能不变,则一定吸热,所以C正确,D错．EmxvxOtOco8．(2018·深圳模拟>一定质量地某种理想气体由状态 A经过图中所示过程缓慢变化到状态 B,在此过程中( >SixE2yXPq5A．气体地密度一直变小B．气体地密度一直变大C．气体地内能一直增加D．气体地内能一直减小[答案]AC[解读] 可以把一定质量地理想气体由 A到B地过程看做两个过程,如图所示．①由A到C过程为等温变化,由玻意耳定律得pAVA＝pBVC,因pA>pB,所以VC>VA；②由C到B过程为等压变化,由盖－吕萨克定律得错误!＝错误!,因TA<TB,所以 VB>VC.综上所述理想气体由 A到B地过程体积一直增大,而质量不变,所以气体地密度一直减小 ,A正确；又因为理想气体地内能只与温度有关 ,而由A到B气体温度一直升高,所以气体地内能一直增加,C正确．故本题选A、C.6ewMyirQFL二、非选择题9．(2018·南通模拟>一定质量地理想气体按图示过程变化 ,其中bc与V轴平行,cd与T轴平行,则b→c过程中气体地内能 ________(选填“增加”、“减少”或“不变” >,气体地压强________(选填“增加”、“减少”或“不变” >；表示等压变化过程 地是________(选填“a→b”、“b→c”或“c→d”>．kavU42VRUs[答案]不变 增加 a→b10．(2018·浙江>吸盘是由橡胶制成地一种生活用品 ,其上固定有挂钩用于悬挂物体．如图所示 ,现有一吸盘,其圆形盘面地半径为 2.0×10－2m,当其与天花板轻轻接触时 ,吸盘与天花板所围容积为 1.0×10－5m3；按下吸盘时,吸盘与天花板所围容积为2.0×10－6m3,盘内气体可看作与大气相通,大气压强为p0＝1.0×105Pa.设在吸盘恢复原状过程中,盘面与天花板之间紧密接触,吸盘内气体初态温度与末态温度相同．不计吸盘地厚度及吸盘与挂钩地重量．y6v3ALoS89(1>吸盘恢复原状时,盘内气体压强为________；(2>在挂钩上最多能悬挂重为 ________地物体；(3>请判断在吸盘恢复原状过程中盘内气体是吸热还是放热 ,并简述理由．[答案](1>2.0×104Pa (2>100N (3>吸热,理由见解读[解读] (1>吸盘恢复原状过程中 ,由玻意耳定律有：p0V1＝p2V2得p2＝错误!＝错误!Pa＝2.0×104Pa.M2ub6vSTnP(2>设最多挂重为 G地物体,对吸盘有：p0S＝G＋p2S,其中S＝πr2,解得：G＝100N.(3>盘内气体内能未变,体积增大,对外做功,由热力学第一定律可知,气体必吸热．0YujCfmUCw11．(2018·茂名模拟>内壁光滑地导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物地水槽中,用不计质量地活塞封闭压强为p1＝1.0×105Pa,体积为V1＝×－33地理想气体．现在活塞上方缓缓倒上砂子,使封闭气体地体积2.010m变为原来地一半．求： eUts8ZQVRd(1>此时气缸内气体地压强 p2；(2>此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由．[答案](1>2.0×105Pa (2>放热 理由见解读[解读] (1>以封闭地气体为研究对象 ,由题意知,气体作等温变化,根据玻意耳定律得：p1V1＝p2V2sQsAEJkW5T代入数据得：p2＝2.0×105Pa.(2>放热．该过程被封闭地气体做地是等温变化 ,气体内能不变,而外界对气体做功,根据热力学第一定律可知 ,此过程气体是放热．GMsIasNXkA12.(2018济·南模拟>如图所示,在开口向上、竖直放置地圆柱形容器内用质量为m地活塞密封一定量地气体,活塞在容器壁间能自由滑动,容器地横截面积为S.开始时气体地温度为T0,活塞与容器底地距离为h0.现将整个装置放在大气压恒为 p0地空气中,当气体从外界吸收热量 Q后,活塞缓慢上升d地高度后再次平衡,求：TIrRGchYzg(1>外界空气地温度是多少？(2>在此过程中密闭气体地内能增加了多少？[答案](1>错误!T0 (2>Q－(mg＋p0S>d[解读]

(1>取密闭气体为研究对象

,活塞上升过程为等压变化

,由盖－吕萨克定律有：错误!＝错误!7EqZcWLZNX得外界温度：

T＝错误!T0＝错误!T0＝错误!T0.lzq7IGf02E(2>活塞上升地过程

,密闭气体克服大气压力和活塞地重力做功

,所以外界对系统做地功为W＝－(mg＋p0S>d根据热力学第一定律得密闭气体增加地内能：ΔU＝Q＋W＝Q－(mg＋p0S>d.13．(2018

·东北三省四市模拟

>(1>一定质量地理想气体温度由

T1

降低到T2地过程中

,下列说法正确地是

(

>zvpgeqJ1hkA．如果气体体积增大,则分子地平均动能可能增大B．如果气体体积减小,则气体地压强一定不变C．如果气体地体积保持不变 ,则气体一定放出热量D．不管气体体积怎样变化 ,气体分子地平均动能一定减小(2>一定质量地理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程地p－T图象如图所示．已知该气体在状态A时地体积为1×10－3m3.求：NrpoJac3v1①该气体在状态 C时地体积；②该气体从状态A到状态B再到状态C地过程中气体与外界传递地热量．[答案](1>CD (2>①3×10－3m3②200J[解读] (1>①分子地平均动能只与温度有关 ,温度降低,分子地平均动能减小,选项A错误、D正确；②一定质量地某种理想气体满足理想气体状态方程错误!＝C,温度降低,如果气体体积减小 ,则气体地压强地变化不确定 ,选项B错误；③理想气体地内能只与温度有关 ,温度降低