《熱力學定律》教案一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．關于物體內(nèi)能與熱量、做功的關系，以下說法正確的是()A．物體內(nèi)能的多少可以用物體吸熱或放熱的多少來量度B．內(nèi)能大的物體熱量多C．兩物體發(fā)生熱傳遞，達到平衡后，它們的內(nèi)能必定相等D．做功和熱傳遞對于改變物體內(nèi)能是等效的解析：選D物體的內(nèi)能的變化可以用物體吸熱或放熱的多少來量度，故A錯誤。熱量是熱傳遞的能量多少的量度，不是內(nèi)能的量度，故B錯誤。物體發(fā)生熱傳遞，達到平衡后，溫度相等，而不是內(nèi)能相等，內(nèi)能除了與溫度有關，還與物質(zhì)的量有關，故C錯誤。做功和熱傳遞對于改變物體內(nèi)能是等效的，故D正確。2．某校中學生參加某電視臺“異想天開”節(jié)目的活動，他們提出了下列四個設想方案，從理論上講可行的是()A．制作一個裝置從海水中吸收內(nèi)能全部用來做功B．制作一種制冷設備，使溫度降至絕對零度以下C．汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴重污染了空氣，想辦法使它們自發(fā)地分離，既清潔了空氣，又變廢為寶D．將房屋頂蓋上太陽能板，可直接用太陽能來解決照明和熱水問題解析：選D根據(jù)熱力學第二定律知，在不產(chǎn)生其他影響時，內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能，因此從海水中吸收內(nèi)能全部用來做功而不產(chǎn)生其他影響是不可能實現(xiàn)的，選項A錯誤；絕對零度是溫度的極值，是不能達到的，選項B錯誤；有害氣體和空氣不可能自發(fā)地分離，選項C錯誤；利用太陽能最有前途的領域是通過太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能再加以利用，選項D正確。3.如圖所示，在紫銅管內(nèi)滴入乙醚，蓋緊管塞。用手拉住繩子兩端迅速往復拉動，管塞會被沖開。管塞被沖開前()A．外界對管內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增加B．管內(nèi)氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減少C．管內(nèi)氣體內(nèi)能不變，壓強變大D．管內(nèi)氣體內(nèi)能增加，壓強變大解析：選D人克服繩與紫銅管間的摩擦做功，使管壁內(nèi)能增加，溫度升高。通過熱傳遞，乙醚的內(nèi)能增大，溫度升高，直至沸騰，管塞會被沖開。管塞被沖開前管內(nèi)氣體內(nèi)能增加，壓強變大，故D正確。4．一定量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量2.5×104J，氣體對外界做功1.0×104J，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，密度減小解析：選D由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，Q＝2.5×104J，W＝－1.0×104J，可知ΔU大于零，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，A、B錯；氣體對外做功，體積增大，密度減小，C錯，D對。5．一種叫作“壓電陶瓷”的電子元件，當對它擠壓或拉伸時，它的兩端就會形成一定的電壓，這種現(xiàn)象稱為壓電效應。一種燃氣打火機，就是應用了該元件的壓電效應制成的。只要用大拇指壓一下打火機上的按鈕，壓電陶瓷片就會產(chǎn)生10～20kV的高壓，形成火花放電，從而點燃可燃氣體。上述過程中，壓電陶瓷片完成的能量轉(zhuǎn)化是()A．化學能轉(zhuǎn)化為電能 B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能C．光能轉(zhuǎn)化為電能 D．機械能轉(zhuǎn)化為電能解析：選D轉(zhuǎn)化前要消耗機械能，轉(zhuǎn)化后得到了電能，所以壓電陶瓷片將機械能轉(zhuǎn)化為電能，所以D正確。6.某同學用橡皮塞塞緊飲料瓶，并用打氣筒向飲料瓶內(nèi)打氣，裝置如圖所示。當壓強增大到一定程度時，橡皮塞沖出，發(fā)現(xiàn)飲料瓶內(nèi)壁中有水蒸氣凝結(jié)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是飲料瓶中氣體()A．體積增大，溫度升高 B．動能增大，溫度升高C．對外做功，溫度降低 D．質(zhì)量減少，溫度降低解析：選C壓強增大到一定程度時，橡皮塞沖出，過程時間極短，可以認為是絕熱過程，對外界沒有吸放熱，瓶內(nèi)氣體膨脹，對外做功，根據(jù)熱力學第一定律，ΔU＝Q＋W，可知Q＝0，W<0，氣體內(nèi)能減小，溫度降低，故C選項正確。7．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，開口向下豎直插入水銀槽中(插入過程沒有空氣進入管內(nèi))，水銀柱上升至圖示位置停止。假設這一過程水銀與外界沒有熱交換，則下列說法正確的是()A．A中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量B．B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量C．A和B中水銀體積保持不變，故內(nèi)能增量相同D．A和B中水銀溫度始終相同，故內(nèi)能增量相同解析：選B大氣壓對水銀槽內(nèi)的水銀做相同的功，因為玻璃管內(nèi)吸進的水銀一樣多，由于A管重心高于B管，A管內(nèi)水銀重力勢能大于B管的，根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒可知A管內(nèi)的內(nèi)能增加得少，B管內(nèi)的內(nèi)能增加得多，B正確。二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)8．下列說法正確的是()A．做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的B．每一個分子都有勢能和動能，分子動能與分子勢能之和就是分子內(nèi)能C．只有熱傳遞才可以改變物體的內(nèi)能D．一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關，溫度越高，內(nèi)能越大解析：選AD做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，A正確；分子勢能存在于分子之間，單個的分子不存在分子勢能，組成物質(zhì)的所有分子動能與分子勢能之和是物體的內(nèi)能，故B錯誤；做功與熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，故C錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關，溫度越高，內(nèi)能越大，D正確。9.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V-T圖像如圖所示。下列說法正確的有()A．A→B的過程中，氣體對外界做功B．A→B的過程中，氣體放出熱量C．B→C的過程中，氣體壓強不變D．A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加解析：選BC由題圖可知，從A到B氣體的體積減小，外界對氣體做功，A項錯誤；從A到B過程氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體放出熱量，B項正確；從B到C過程中eq\f(V,T)是一個常數(shù)，氣體發(fā)生的是等壓變化，氣體的溫度降低，內(nèi)能減少，C項正確，D項錯誤。10．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)Ⅰ(p1，V1，T1)被壓縮至狀態(tài)Ⅱ(p2，V2，T2)，已知T2>T1，則該過程中()A．氣體的內(nèi)能一定是增加的B．氣體可能向外界放熱C．氣體一定從外界吸收熱量D．外界對氣體做正功解析：選ABD理想氣體分子勢能忽略不計，因此溫度升高時，氣體的內(nèi)能增加，故A對；壓縮氣體，外界對氣體做正功，故D對；由于不能確定外界對氣體做功的多少，因此氣體可能吸熱，也可能放熱，故B對，C錯。三、非選擇題(本題共4小題，共54分)11．(10分)約在1670年，英國賽斯特城的主教約翰·維爾金斯設計了一種磁力“永動機”，如圖所示，在斜坡頂上放一塊強有力的磁鐵，斜坡上、下端各有一個小孔，斜面下有一個連接兩小孔直至底端的彎曲軌道。維爾金斯認為：如果在斜坡底放一個小鐵球，那么由于磁鐵的吸引，小鐵球就會向上運動，當小鐵球運動到小孔P處時，它就要掉下，再沿著斜面下的彎曲軌道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以對外做功，然后又被磁鐵吸引回到上端，到小孔P處又掉下。在以后的二百多年里，維爾金斯“永動機”居然改頭換面地出現(xiàn)過多次，其中一次是在1878年，即在能量守恒定律確定20年后，而且竟在德國取得了專利權！請你分析一下，維爾金斯“永動機”能實現(xiàn)嗎？為什么？解析：維爾金斯“永動機”不可能實現(xiàn)，因為它違背了能量守恒定律，小鐵球上升過程中，磁場力對小鐵球做正功，使小鐵球機械能增加；但小鐵球下落時，同樣也受到磁場力，而且磁場力做負功，這個負功與上升過程的正功相互抵消，可見，維爾金斯“永動機”不可能源源不斷向外提供能量，所以，維爾金斯“永動機”不可能實現(xiàn)。答案：維爾金斯“永動機”不可能實現(xiàn)，理由見解析12．(12分)若對物體做1200J的功，可使物體溫度升高3℃，改用熱傳遞的方式，使物體溫度同樣升高3℃，那么物體應吸收多少熱量？如果對該物體做3000J的功，物體的溫度升高5℃，表明該過程中，物體應吸收或放出多少熱量？解析：做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，用做功方式使物體溫度升高3℃，如用吸熱方式，也使物體溫度升高3℃，也應吸收1200J的熱量。如對物體做功3000J，溫度升高5℃，而物體溫度升高5℃需要的功或熱量應為E。由1200J＝cm×3℃，E＝cm×5℃，得E＝2000J。因此物體應放出1000J的熱量。答案：1200J放出1000J的熱量13．(16分)如圖甲所示，用面積為S的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量為m?，F(xiàn)對汽缸緩緩加熱，使汽缸內(nèi)的空氣溫度從T1升高到T2，空氣柱的高度增加了ΔL，已知加熱時氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強為p0。求：(1)此過程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少？(2)汽缸內(nèi)溫度為T1時，氣柱的長度為多少？(3)請在圖乙的V-T圖上大致作出該過程的圖像(在圖線上標出過程的方向)。解析：(1)對活塞和砝碼：mg＋p0S＝pS，得p＝p0＋eq\f(mg,S)氣體對外做功W＝pSΔL＝(p0S＋mg)ΔL由熱力學第一定律W＋Q＝ΔU得ΔU＝Q－(p0S＋mg)ΔL。(2)由蓋呂薩克定律可得，eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，則eq\f(LS,T1)＝eq\f(L＋ΔLS,T2)解得L＝eq\f(T1ΔL,T2－T1)。(3)v-T圖像如圖所示。答案：(1)Q－(p0S＋mg)ΔL(2)eq\f(T1ΔL,T2－T1)(3)見解析圖14.(16分)如圖所示在絕熱汽缸內(nèi)，有一絕熱輕活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，開始時缸內(nèi)氣體溫度為27℃，封閉氣柱長為9cm，活塞橫截面積S＝50cm2?，F(xiàn)通過汽缸底部電阻絲給氣體加熱一段時間，此過程中氣體吸熱22J，穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?27℃。已知大氣壓強等于105Pa，活塞與汽缸間無摩擦，求：(1)加熱后活塞到汽缸底部的距離；(2)此過程中氣體內(nèi)能改變了多少。解析：(1)取被封閉的氣體為研究對象，開始時氣體的體積為L1S，溫度為：T1＝(273＋27)K＝300K，末狀態(tài)的體積為L2S，溫度為：T2＝(273＋127)K＝400K氣體做等壓變化，由蓋呂薩克定律可得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，則：eq\f(L1S,T1)＝eq\f(L2S,T2)代入數(shù)據(jù)得：L2＝12cm。(2)在該過程中，氣體對外做功：W＝F·ΔL＝p0S(L2－L1)＝105×50×10－4×(12－9)×10－2J＝15J，由熱力學第一定律：ΔU＝Q－W＝22J－15J＝7J故此過程中氣體內(nèi)能增加了7J。答案：(1)12cm(2)增加了7J達標檢測卷一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分．在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～12題有多項符合題目要求．)1．關于物體內(nèi)能的變化，以下說法正確的是()A．物體放出熱量，內(nèi)能一定減少B．物體對外做功，內(nèi)能一定減少C．物體放出熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變D．物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變【答案】D【解析】物體放出熱量，若外界對物體做的功大于放出的熱量，其內(nèi)能增加，故A錯誤；物體對外做功，如同時從外界吸收的熱量，則內(nèi)能不一定減少，故B錯誤；物體放出熱量，同時對外做功，內(nèi)能一定減小，故C錯誤；物體吸收熱量，同時對外做功，如二者相等，則內(nèi)能可能不變，故D正確．2．(2020年海門校級期中)如圖所示，汽缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個固定的導熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)．現(xiàn)通過電熱絲對氣體A加熱一段時間，后來活塞達到新的平衡，不計氣體分子勢能，不計活塞與汽缸壁間的摩擦，大氣壓強保持不變，則下列判斷正確的是()A．氣體A吸熱，但對外做功，內(nèi)能不變B．氣體B吸熱，對外做功，內(nèi)能不變C．氣體A和氣體B內(nèi)每個分子的動能都增大D．氣體B分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞次數(shù)減少【答案】D【解析】氣體A吸熱Q>0，體積不變，W＝0，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，可知ΔU>0，氣體溫度升高，故A錯誤．對B上方活塞進行受力分析，根據(jù)平衡條件可知，B氣體的壓強不變；由于隔板導熱性良好，B氣體會吸收A氣體的熱量后溫度上升，內(nèi)能增大；再由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，在壓強不變，溫度升高的情況下，體積增大，則氣體對外做功，故B錯誤．氣體A和氣體B溫度都上升了，分子的平均動能都增大；分子平均動能是大量分子的一種統(tǒng)計規(guī)律，分子的平均動能都增大，并非每一個分子的動能都會增大，故C錯誤．根據(jù)氣體壓強的微觀意義，氣體壓強和分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞次數(shù)、分子平均動能有關；在壓強不變的情況下，氣體B的分子平均動能增大，氣體B分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞次數(shù)減少，故D正確．3．(2020年濰坊名校聯(lián)考)蛟龍?zhí)柹顫撈髟趫?zhí)行某次實驗任務時，外部攜帶一裝有氧氣的汽缸，汽缸導熱良好，活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通．已知海水溫度隨深度增加而降低，則深潛器下潛過程中，下列說法正確的是()A．每個氧氣分子的動能均減小B．氧氣放出的熱量等于其內(nèi)能的減少量C．氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加D．氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力增大【答案】C【解析】氧氣的溫度降低則分子的平均動能降低，并不是每一個分子的動能都降低，故A錯誤；海水溫度隨深度增加而降低，則氧氣的溫度也降低，內(nèi)能降低，ΔU為負值；而汽缸內(nèi)的氧氣的壓強隨深度增加而增加，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可知氧氣的體積減小，則外界對氣體做功，W為正值；根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，可知氧氣放出的熱量大于其內(nèi)能的減少量，故B錯誤；氧氣的溫度降低，則氧氣分子的平均動能減小，單個分子對器壁的平均撞擊力減小，由于氧氣的壓強增大，根據(jù)壓強的微觀意義可知，氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加，故C正確，D錯誤．4．(2020年北京校級期中)下列說法中錯誤的是()A．物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加B．熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，也能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體C．氣體被壓縮時，內(nèi)能可能不變D．第二類永動機雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的【答案】B【解析】做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，可知物體吸收熱量，Q>0，同時對外做功，W<0，內(nèi)能可能增加，故A正確；根據(jù)熱力學第二定律可知，熱傳遞具有方向性，熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，故B錯誤；氣體被壓縮，則W>0，如果放熱，W<0，根據(jù)熱力學第一定律可知，內(nèi)能可能不變，故C正確；第二類永動機雖然不違反能量守恒定律，但違背了熱力學第二定律，是制造不出來的，故D正確．5．(2021年杭州期中)浙江最大抽水蓄能電站2016年在縉云開建，抽水蓄能電站結(jié)構(gòu)如圖所示．抽水蓄能電站有兩種工作模式，一種為抽水蓄能模式，居民用電低谷時(如深夜)，電站利用居民電網(wǎng)多余電能把水從下水庫抽到上水庫；另一種為放水發(fā)電模式，居民用電高峰時，再將上水庫中的水放到下水庫進行發(fā)電，將產(chǎn)生的電能輸送到居民電網(wǎng)供居民使用．一抽一放起到了均衡電網(wǎng)負荷的作用．關于抽水蓄能電站下列說法正確的是()A．抽水蓄能的過程中，能量守恒B．放水發(fā)電的過程中，機械能守恒C．抽水蓄能電站建成之后，可以使能量增多D．抽水蓄能電站建成之后，就不會再有能源危機問題了【答案】A【解析】抽水蓄能的過程中，總的能量是守恒的，故A正確；放水發(fā)電的過程中，有部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能不守恒，故B錯誤；抽水蓄能，并不能使能量增多，總的能量保持不變，故C錯誤；抽水蓄能電站，能夠合理調(diào)節(jié)用電高峰期和低峰期的調(diào)峰問題，但是能量總量并沒有增加，我們?nèi)悦媾R著能源危機，還需節(jié)約能源，故D錯誤．6.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)絕熱過程A→B、等容過程B→C、等溫過程C→A又回到了狀態(tài)A，則()A．A→B過程氣體降溫B．B→C過程氣體內(nèi)能增加，可能外界對氣體做了功C．C→A過程氣體吸熱D．全部過程氣體做功為零【答案】A【解析】A→B過程氣體絕熱膨脹，氣體對外界做功，其對應的內(nèi)能必定減小，即氣體溫度降低，A正確；B→C過程氣體等容升壓，由eq\f(p,T)＝恒量可知，氣體溫度升高，其對應的內(nèi)能增加，因氣體體積不變，做功W＝0，B錯誤；C→A過程氣體等溫壓縮，故內(nèi)能變化為零，但外界對氣體做功，因此該過程中氣體放熱，C錯誤；A→B過程氣體對外做功，其數(shù)值等于AB線與橫軸包圍的面積，B→C過程氣體不做功，C→A過程外界對氣體做功，其數(shù)值等于CA線與橫軸包圍的面積，顯然全過程外界對氣體做的凈功為ABC封閉曲線包圍的面積，D錯誤．7．如圖所示，某同學將空的薄金屬筒開口向下壓入水中．設水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無泄漏，不計氣體分子間的相互作用，則被淹沒的金屬筒在緩緩下降過程中，筒內(nèi)空氣體積減小，空氣一定()A．從外界吸熱 B．內(nèi)能增大C．向外界放熱 D．內(nèi)能減小【答案】C【解析】本題考查氣體性質(zhì)和熱力學第一定律，由于不計氣體分子之間的相互作用，且整個過程緩慢進行，所以可看成溫度不變，即氣體內(nèi)能不變，故B、D錯誤．熱力學第一定律公式ΔU＝W＋Q，因為在這個過程中氣體體積減小，外界對氣體做了功，式中W取正號，ΔU＝0，所以Q為負，即氣體向外放熱，故A錯誤，C正確．8．要使一定質(zhì)量的理想氣體由某一狀態(tài)經(jīng)過一系列狀態(tài)變化，最后回到初始狀態(tài)．下列各過程可能實現(xiàn)這一要求的是()A．先等容放熱，再等壓升溫，最后再等溫放熱B．先等溫膨脹，再等壓升溫，最后再等容吸熱C．先等容吸熱，再等溫膨脹，最后再等壓降溫D．先等壓升溫，再等容吸熱，最后再等溫放熱【答案】AC【解析】根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W＋Q知等容放熱時W＝0，內(nèi)能減小，溫度降低，壓強減??；再等壓升溫，體積增大；最后再等溫放熱時，內(nèi)能不變，由ΔU＝W＋Q知外界對氣體做功，體積減小，壓強增大，所以氣體的狀態(tài)可能回到初始狀態(tài)，故A正確．等溫膨脹時，體積增大，壓強減小；再等壓升溫時，溫度升高，體積增大；最后再等容吸熱時，W＝0，內(nèi)能增大，溫度升高，壓強增大，所以體積不能回到初始狀態(tài)，故B錯誤．等容吸熱時，W＝0，內(nèi)能增大，溫度升高，壓強增大；再等溫膨脹時，溫度不變，體積增大，壓強減小；最后再等壓降溫時，體積減小，所以氣體的狀態(tài)可能回到初始狀態(tài)，故C正確．等壓升溫時，溫度升高，體積增大；再等容吸熱時，W＝0，內(nèi)能增大，溫度升高，壓強增大；最后再等溫放熱時，內(nèi)能不變，外界對氣體做功，體積減小，壓強增大，所以壓強不能回到初始狀態(tài)，故D錯誤．9．(2021年常熟校級期中)關于熱力學定律，下列說法正確的是()A．熱量不可能從低溫物體傳向高溫物體B．從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣κ强赡艿腃．機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的實際宏觀過程是不可逆過程D．為了增加物體的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞熱量【答案】CD【解析】根據(jù)熱力學第二定律可知，熱量可以從低溫物體傳向高溫物體，但需要引起其他變化，故A錯誤；根據(jù)熱力學第二定律可知，在外界的影響下，也不可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，故B錯誤；根據(jù)熱力學第二定律可知，宏觀熱現(xiàn)象具有方向性，即機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的實際宏觀過程是不可逆的過程，故C正確；根據(jù)熱力學第一定律可知，做功和熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能，故D正確．10．地球上有很多的海水，它的總質(zhì)量約為1.4×1018噸，如果這些海水的溫度降低0.1℃，將要放出5.8×1023J的熱量，有人曾設想利用海水放出的熱量使它完全變成機械能來解決能源危機，但這種機器是不能制成的，關于其原因下列說法中正確的是()A．內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機械能B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能不滿足熱力學第一定律C．只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機械能的機械不滿足熱力學第二定律D．機械能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能，同時不引起其他變化【答案】CD【解析】本題考查熱力學第一定律和熱力學第二定律的應用，內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機械能，如熱機，A錯誤；內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的過程滿足熱力學第一定律，即能量守恒定律，B錯誤；熱力學第二定律告訴我們：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、D正確．11．(2020年湖南益陽模擬)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，有如圖所示①、②兩個過程，則下列說法正確的是()A．狀態(tài)a的體積大于狀態(tài)b的體積B．在過程①中，氣體對外界做功，同時氣體也向外界放熱C．過程①、②中氣體都對外界放出熱量，但過程②中氣體對外界放出的熱量比過程①中要少D．過程①、②中外界都對氣體做功，但過程②中外界對氣體做的功比過程①中要少【答案】ACD【解析】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，壓強增大，溫度降低，由eq\f(pV,T)＝C，可知，狀態(tài)a的體積大于狀態(tài)b的體積，A正確；在過程①中，氣體體積減小，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學第一定律，氣體向外界放熱，B錯誤；外界對氣體做功可表示為W＝pΔV，對于每一個體積相等的狀態(tài)，過程②的壓強小于過程①的壓強，所以過程①外界對氣體做的功大于過程②外界對氣體做的功，根據(jù)熱力學第一定律，過程②中氣體對外界放出的熱量比過程①中要少，C、D正確．12．如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程ab到達狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程bc到達狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過程ca回到初態(tài)a.下列說法正確的是()A．在過程ab中氣體的內(nèi)能增加B．在過程ca中外界對氣體做功C．在過程ab中氣體對外界做功D．在過程bc中氣體從外界吸收熱量【答案】ABD【解析】過程ab，溫度T增加，內(nèi)能增加，A正確；過程ca，體積V減小，外界對氣體做功，B正確；過程ab，體積V不變，氣體不做功，C錯誤；過程bc，溫度T不變，ΔU＝0，體積V增加，對外做功，W<0，由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，得Q>0，D正確．二、非選擇題(本題共6小題，共52分)13．(4分)(2020年無錫月考)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的狀態(tài)變化．已知從A到B的過程中，氣體的內(nèi)能減少了300J，氣體在狀態(tài)C時的溫度TC＝300K，則從A到B氣體放出的熱量是______J；氣體在狀態(tài)A時的溫度為______K.【答案】12001200【解析】從A到B，外界對氣體做功，有W＝pΔV＝15×104×(8－2)×10－3J＝900J，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，得Q＝ΔU－W＝－1200J，即從A到B氣體放出的熱量是1200J，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pCVC,TC)，代入數(shù)據(jù)解得TA＝1200K.14．(6分)(2020年汕頭名校一模)進行如下實驗：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶，并迅速把一個氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體，然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖．若某時刻該密閉氣體的體積為V，密度為ρ，平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該密閉氣體的分子個數(shù)為________；若將該密閉氣體視為理想氣體，氣球逐漸膨脹起來的過程中，氣體對外做了0.8J的功，同時吸收了0.9J的熱量，則該氣體內(nèi)能變化了________J，若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸，則該氣球內(nèi)氣體的溫度________(填“升高”或“降低”)．【答案】eq\f(ρV,M)NA0.1降低【解析】氣體的物質(zhì)的量為n＝eq\f(ρV,M)，該密閉氣體的分子個數(shù)為N＝nNA＝eq\f(ρV,M)NA.氣體對外做了0.8J的功，同時吸收了0.9J的熱量，根據(jù)熱力學第一定律，有ΔU＝W＋Q＝－0.8J＋0.9J＝0.1J．若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸，則該氣球內(nèi)氣體迅速絕熱膨脹，對外做功，內(nèi)能減少，溫度降低．15．(10分)如圖所示，一輕活塞將體積為V，溫度為2T0的理想氣體，密封在內(nèi)壁光滑的圓柱形導熱汽缸內(nèi)．已知大氣壓強為p0，大氣溫度為T0，氣體內(nèi)能U與溫度T的關系為U＝aT(a為正的常數(shù))．在汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢降為T0的過程中，求：(1)氣體內(nèi)能的減少量ΔU；(2)氣體放出的熱量Q.解：(1)由題意可知氣體內(nèi)能U與溫度的關系為U＝aT，所以開始時氣體的內(nèi)能U1＝a×2T0，末狀態(tài)U2＝aT0，內(nèi)能的減少量ΔU＝U