高考物理大一輪總復(fù)習(xí)課件江蘇專第11章熱學(xué)第3課時(shí)熱力學(xué)定律與能量守恒_第1頁
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文檔簡介

1、考綱解讀,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,高考模擬,練出高分,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 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,做功,熱傳遞,等效,吸收,增加,放出,減少,3.幾種特殊情況 (1)若過程是絕熱的,則Q ,W ,外界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U

2、0,則WQ0或WQ.外界對物體做的功等于物體放出的熱量,0,U,0,U,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,例1(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程,該氣體

3、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.,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,從外界吸收的熱量Q2U2W23 J.,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,遞進(jìn)題組,

4、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),UWQ,D,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.,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

5、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,260,3.一定質(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,(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

6、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,4.圖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,設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換,在M向下滑動的過程中(),A.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能增大 B.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能減小 C.氣體對外界做功,氣體內(nèi)能增大 D.氣體對外界做功,氣體內(nèi)能減小,解析M向下滑動的過程中,氣體被壓縮,外界對氣體做功,又因?yàn)榕c

7、外界沒有熱交換,所以氣體內(nèi)能增大. 答案A,例2一定質(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”) (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,例2一定質(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

8、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”) (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,例2一定質(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

9、)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(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,遞進(jìn)題組,5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

10、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,(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: p1V1p2V2,p1p0

11、p2pph,V1l1S V2l2S,由幾何關(guān)系得h2(l2l1),聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得p50 cmHg,(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,6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T03

12、00 K,壓強(qiáng)p01atm,封閉氣體的體積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,(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

13、V2.8102 m3,(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,7.一定質(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_

14、(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=2p0VB,VB =V0/2,V0/2,7.一定質(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

15、量Q=a+b,V0/2,吸收,a+b,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,2.(2014重慶10(1)重慶出租車常以天然氣作為燃料,加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中,若儲氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變,則罐內(nèi)

16、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,分子平均動能增大 D對外做功,分子平均動能減小,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,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)

17、能增加選項(xiàng)A、B正確,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,汽缸內(nèi)氣體對外界做功,內(nèi)能減少 B使活塞向左移動,汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能增大,溫度升高 C使活塞向左移動,汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小 D使活塞向左移動,汽缸內(nèi)氣體分子無規(guī)則運(yùn)動的平均動能減小,活塞向左移動,外界對缸內(nèi)氣體做功,故W0,B,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)氣體分子的平均動能增大,壓強(qiáng)增大,Q=0,5某次科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,從高溫環(huán)境中取出一個如圖所示的圓柱形導(dǎo)熱汽缸,把它放在大

18、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,(1)活塞剛要向左移動時(shí),汽缸內(nèi)氣體的溫度t1;,解析汽缸內(nèi)的氣體做等容變

19、化,T(273447) K720 K,由查理定律得p/Tp0/T1,得T1600 K,即t1327 .,(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.,(3)在整個過程中,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)氣體放出的熱量大于氣體內(nèi)能的減少量,負(fù)功,大于,6.(1)下列說法正確的是() A.布朗運(yùn)動就是液體

20、分子的無規(guī)則運(yùn)動 B.晶體規(guī)則外形是晶體內(nèi)部微粒在空間有規(guī)則排列的結(jié)果 C.液體很難壓縮是因?yàn)橐后w分子間只有斥力沒有引力的緣故 D.液體表面具有收縮的趨勢是由于液體存在表面張力的緣故,BD,(2)某同學(xué)從冰箱冷凍室中取出經(jīng)較長時(shí)間冷凍的空燒瓶后,迅速把一個氣球緊密地套在瓶口上,并將燒瓶放進(jìn)盛有熱水的燒杯里,氣球逐漸膨脹起來,如圖所示.燒瓶和氣球里的氣體內(nèi)能_(選填“增大”“不變”或“減小”),外界對氣體_(選填“做正功”“做負(fù)功”或“不做功”),增大,做負(fù)功,(3)如圖所示,一端開口、另一端封閉的細(xì)長薄壁玻璃管水平放置,內(nèi)有用水銀柱封閉的體積為10 mL的某種理想氣體.外界大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓

21、,環(huán)境溫度為27,阿伏伽德羅常數(shù)約為6,標(biāo)準(zhǔn)狀況下1 mol該氣體體積約為22.4 L.求:,當(dāng)環(huán)境溫度降為0時(shí)(設(shè)大氣壓強(qiáng)不變)氣體的體積; 估算管中氣體分子數(shù)目.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),答案見解析,一、單項(xiàng)選擇題 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)動的物理量,一個系統(tǒng)與另一個系統(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,其單個分子的運(yùn)動是無規(guī)則的,大量分 子的運(yùn)動也是無規(guī)則的,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,1

22、3,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錯誤;溫度是表示熱運(yùn)動的物理量,熱傳遞過程中達(dá)到熱平衡時(shí),溫度相同,選項(xiàng)C正確;單個分子的運(yùn)動是無規(guī)則的,大量分子的運(yùn)動表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)規(guī)律,選項(xiàng)D錯誤,答案 C,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,2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,則在整個過程中汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能() A先增大后減小

23、B先減小后增大 C單調(diào)變化 D保持不變,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,B,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,3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

24、低,壓強(qiáng)減小,內(nèi)能增加,C,解析向下壓活塞,力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,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,4一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,缸內(nèi)活塞可自由移動且不漏氣一溫度計(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

25、 D外界對氣體做功,溫度計(jì)示數(shù)增大,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,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,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,外界對氣體做功,B正確,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,二、多項(xiàng)選擇題 5.對于一定量的理想氣體,下列說法中正確的是() A.若氣體的壓強(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

26、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1 K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,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,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 C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錯誤. 若氣體的溫度升高,體積增大,其壓強(qiáng)可以不變,C錯誤. 由熱力學(xué)第一定律,UQW知,D正確. 答案ADE,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,6

27、 (2013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,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,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能就不變,故B錯通過公式p1V1p2V2pV1計(jì)算出,密封氣體壓強(qiáng)變?yōu)?.2 atm,

28、大于外界壓強(qiáng),故打開閥門后氣體就會壓水把水噴出,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,答案 AC,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,7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,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,解析不掛小

29、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+m活塞)g/S ,即缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小,A錯誤 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,答案 BC,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,8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

30、降低 D氣體壓強(qiáng)變小,溫度不變,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,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,答案 BD,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,三、非選擇題 9氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示玻璃測溫泡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O點(diǎn)處,右管D中水銀面高出O點(diǎn)h114 cm,后將A放入待測

31、恒溫槽中,上下移動D,使C中水銀面仍在O點(diǎn)處,測得D中水銀面高出O點(diǎn)h244 cm.(已知外界大氣壓為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76 cmHg) (1)求恒溫槽的溫度 (2)此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能_(填“增大”或“減小”),氣體不對外 做功,氣體將_(填“吸熱”或“放熱”),3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,解析(1)設(shè)恒溫槽的溫度為T2,由題意知T1273 K A內(nèi)氣體發(fā)生等容變化,根據(jù)查理定律得 p1 / T1 p2 /T2 p1p0ph1 p2p0ph2 聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得T2364 K(或91) (2)增大 吸熱,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2

32、,11,1,13,10.(2014江蘇12A)一種海浪發(fā)電機(jī)的氣室如圖所示.工作時(shí),活塞隨海浪上升或下降,改變氣室中空氣的壓強(qiáng),從而驅(qū)動進(jìn)氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉.氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程,推動出氣口處的裝置發(fā)電.氣室中的空氣可視為理想氣體.,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,(1)下列對理想氣體的理解,正確的有_. A.理想氣體實(shí)際上并不存在,只是一種理想模型 B.只要?dú)怏w壓強(qiáng)不是很高就可視為理想氣體 C.一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān) D.在任何溫度、任何壓強(qiáng)下,理想氣體都遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律 解析理想氣體是一種理想化模型,溫度不太低、

33、壓強(qiáng)不太大的實(shí)際氣體可視為理想氣體;只有理想氣體才遵循氣體的實(shí)驗(yàn)定律,選項(xiàng)A、D正確,選項(xiàng)B錯誤. 一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能完全由溫度決定,與體積無關(guān),選項(xiàng)C錯誤.,AD,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,(2)壓縮過程中,兩個閥門均關(guān)閉.若此過程中,氣室中的氣體與外界無熱量交換,內(nèi)能增加了3.4104 J,則該氣體的分子平均動能_(選填“增大”、“減小”或“不變”),活塞對該氣體所做的功_(選填“大于”、“小于”或“等于”)3.4104 J. 解析因?yàn)槔硐霘怏w的內(nèi)能完全由溫度決定,當(dāng)氣體的內(nèi)能增加時(shí),氣體的溫度升高,溫度是分子平均動能的標(biāo)志,則氣體分子的平均動能增大

34、. 根據(jù)熱力學(xué)第一定律,UQW,由于Q0,所以WU3.4104 J.,增大,等于,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,(3)上述過程中,氣體剛被壓縮時(shí)的溫度為27,體積為0.224 m3,壓強(qiáng)為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓.已知1 mol氣體在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、0時(shí)的體積為22.4 L,阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023 mol1.計(jì)算此時(shí)氣室中氣體的分子數(shù).(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 解析設(shè)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的體積為V1,等壓過程為:,氣體物質(zhì)的量為:n ,且分子數(shù)為:NnNA,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,代入數(shù)據(jù)得N51024個 答案51024個,3

35、,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,11.(2013江蘇12)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中,AB和CD為等溫過程,BC和DA為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換),這就是著名的卡諾循環(huán). (1)該循環(huán)過程中,下列說法正確的是_ AAB過程中,外界對氣體做功 BBC過程中,氣體分子的平均動能增大 CCD過程中,單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多 DDA過程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化 (2)該循環(huán)過程中,內(nèi)能減小的過程是_(選填“AB”、“BC”、“CD”或“DA”)若氣體在AB過程中吸收63 kJ的熱量,在CD過程

36、中放出38 kJ的熱量,則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為_kJ.,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,解析(1)由理想氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律分析,AB為等溫過程,內(nèi)能不變,氣體的體積增大,氣體對外做功,A錯;BC過程為絕熱過程,氣體體積增大,氣體對外做功,因此內(nèi)能減小,氣體分子的平均動能減小,B錯;CD為等溫過程,氣體體積減小,單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多,單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多,C正確;DA為絕熱過程,氣體體積減小,外界對氣體做功,內(nèi)能增大,溫度升高,因此氣體分子的速率分布曲線變化,D錯 (2)在以上循環(huán)過程中,內(nèi)能減少的過程是BC.由熱力學(xué)第一定律UQ

37、W得:W25 kJ.,答案 (1) C (2) BC 25,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,12.(1)在下列說法中正確的是() A.在分子間距離增大的過程中,分子間的作用力可能增加也可能減小 B.當(dāng)氣體膨脹時(shí),氣體分子之間的勢能減小,因而氣體的內(nèi)能減少 C.布朗運(yùn)動說明懸浮在液體中花粉顆粒的分子在永不停息地做熱運(yùn)動 D.給自行車輪胎打氣,越來越費(fèi)力,主要是由于打氣過程中分子間斥力逐漸增大,引力逐漸減小的緣故,A,3,4,5,6,7,8,9,10,12,2,11,1,13,(2)已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為30 g/m3,平均摩爾質(zhì)量為1.152 g/mol.阿伏加德羅常數(shù)NA6.01023 mol1,估算氣體

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