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1、
第二節(jié) 熱力學第一定律
第三節(jié) 能量守恒定律
[A級 抓基礎(chǔ)]
1.下列說法正確的是( )
A.在等容過程中,氣體可以對外界做功
B.外界對物體做功,物體的內(nèi)能一定增加
C.氣體放出熱量,氣體的內(nèi)能可能增加
D.絕熱過程中外界對氣體做功,氣體的內(nèi)能可能減小
解析:在等容過程中,氣體的體積不變,不對外界做功,A錯;做功和熱傳遞單方面不能確定物體的內(nèi)能是增加還是減小,故B錯C對;絕熱過程中外界對氣體做功,氣體的內(nèi)能一定增加,D錯.
答案:C
2.在一個與外界沒有熱交換的房間內(nèi)打開冰箱門,冰箱正常工作,過一段時間房間內(nèi)的溫度將( )
A.降低 B.升
2、高
C.不變 D.無法確定
解析:取房間內(nèi)氣體及電冰箱(有散熱裝置)為系統(tǒng),外界消耗電能,對系統(tǒng)做功,系統(tǒng)總內(nèi)能增加.
答案:B
3.(多選)一定質(zhì)量的理想氣體,如果體積膨脹,同時吸收熱量,下列關(guān)于該氣體內(nèi)能變化的說法中正確的是( )
A.如果氣體對外做的功大于吸收的熱量,氣體內(nèi)能將減少
B.如果氣體對外做的功小于吸收的熱量,氣體內(nèi)能將減少
C.如果氣體對外做的功等于吸收的熱量,氣體內(nèi)能將不變
D.如果氣體對外做的功等于吸收的熱量,氣體內(nèi)能可能改變
解析:體積膨脹,則氣體的壓力一定對外做功.W<0,吸收熱量Q>0,所以氣體內(nèi)能的變化要比較二者的大小關(guān)系,由W+Q=ΔU可
3、知A、C正確.
答案:AC
4.對于一個大氣壓下100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣的過程中,下列說法正確的是( )
A.水的內(nèi)能增加,對外界做功,一定是吸熱
B.水的內(nèi)能不變,對外界做功,從外界吸熱
C.水的內(nèi)能減少,對外界不做功,向外界放熱
D.水的內(nèi)能增加,對外界做功,向外界放熱
解析:水變成水蒸氣的過程是吸熱的過程,又因氣體膨脹對外界做功,分子間距增大,分子勢能增加,由此判斷可知A對.
答案:A
5.下列說法正確的是( )
A.物體放出熱量,其內(nèi)能一定減小
B.物體對外做功,其內(nèi)能一定減小
C.物體吸收熱量,同時對外做功,其內(nèi)能可能增加
D.物體放出熱量,
4、同時對外做功,其內(nèi)能可能不變
解析:由熱力學第一定律ΔU=W+Q知做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩方式則A、B錯誤;物體放出熱量,Q<0,同時對外做功,W<0,則ΔU<0,故內(nèi)能一定減少,故D錯誤;物體吸收熱量,同時對外做功W,如二者相等,則內(nèi)能可能不變,若Q>W(wǎng),則內(nèi)能增加,若W>Q,則內(nèi)能減少,故C正確.
答案:C
6.氣體溫度計結(jié)構(gòu)如圖所示.玻璃測溫泡A內(nèi)充有理想氣體,通過細玻璃管B和水銀壓強計相連.開始時A處于冰水混合物中,左管C中水銀面在O點處,右管D中水銀面高出O點h1=14 cm.后將A放入待測恒溫槽中,上下移動D,使左管C中水銀面仍在O點處,測得右管D中水銀面高出O點h2=44
5、 cm(已知外界大氣壓為1個標準大氣壓,1個標準大氣壓相當于76 cmHg).
(1)求恒溫槽的溫度.
(2)此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能________(選填“增大”或“減小”),氣體不對外做功,氣體將________(選填“吸熱”或“放熱”).
解析:(1)設(shè)恒溫槽的溫度為T2,由題意知T1=273 K,A內(nèi)氣體發(fā)生等容變化,
根據(jù)查理定律得
=,①
p1=p0+ph1,②
p2=p0+ph2,③
聯(lián)立①②③式,代入數(shù)據(jù)得
T2=364 K(或91 ℃).
(2)由上一問可得氣體的溫度升高,故氣體的內(nèi)能是增大的,又因為氣體不對外做功,由熱力學第一定律知氣體將吸熱.
答案:(
6、1)364 K(或91 ℃) (2)增大 吸熱
[B級 提能力]
7.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)氣體(可視為理想氣體)( )
A.壓強增大,內(nèi)能減小
B.吸收熱量,內(nèi)能增大
C.壓強減小,分子平均動能增大
D.對外做功,分子平均動能減小
解析:質(zhì)量一定的氣體,由理想氣體狀態(tài)方程體積不變溫度升高,則壓強增大內(nèi)能增大,則A、C錯誤;體積不變氣體不做功,內(nèi)能增大則吸收熱量,則B正確,D錯誤;從微觀角度來說:溫度升高分子平均動能增大.
答案:B
8.如圖所示,某同學將空的薄金屬筒開口向下壓入水中
7、.設(shè)水溫均勻且恒定,筒內(nèi)空氣無泄漏,不計氣體分子間相互作用,則被淹沒的金屬筒在緩慢下降過程中,筒內(nèi)空氣體積減小,( )
A.從外界吸熱 B.內(nèi)能增大
C.向外界放熱 D.內(nèi)能減小
解析:水溫恒定,即空氣分子平均動能不變;不計分子間相互作用,即分子勢能不變,由此可知空氣內(nèi)能不變.筒內(nèi)空氣體積減小,說明外界對空氣做功,根據(jù)熱力學第一定律知空氣放出熱量.正確選項為C.
答案:C
9.密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁,此過程中瓶內(nèi)空氣(不計分子勢能)( )
A.內(nèi)能減小,吸收熱量
B.內(nèi)能減小,外界對其做功
C.內(nèi)能增大,放出熱量
D.內(nèi)能增大,對外界做功
解析:因
8、不計分子勢能,所以瓶內(nèi)空氣內(nèi)能由溫度決定,內(nèi)能隨溫度降低而減?。諝鈨?nèi)能減小、外界對空氣做功,根據(jù)熱力學第一定律可知空氣向外界放熱.故A、C、D錯誤,B正確.
答案:B
10.如圖所示,直立容器內(nèi)部有被隔板隔開的A、B兩部分氣體,A的密度小,B的密度大,抽去隔板,加熱氣體使兩部分氣體均勻混合,設(shè)在此過程中氣體吸熱Q,氣體的內(nèi)能增加為ΔU,則( )
A.ΔU=Q B.ΔUQ D.無法比較
解析:解題的關(guān)鍵是弄清參與轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的各種能量哪些增、哪些減.A、B兩部分氣體開始的合重心在中線以下,混合均勻后,合重心在中線上,所以系統(tǒng)的重力勢能增大,根據(jù)能量守恒定律
9、可得,吸收的熱量應等于增加的重力勢能與增加的內(nèi)能之和,即Q=ΔEp+ΔU,顯然,Q>ΔU.
答案:B
11.在1個標準大氣壓下,水在沸騰時,1 g的水由液態(tài)變成同溫度的水汽,其體積由1.043 cm3變?yōu)? 676 cm3.已知水的汽化熱為2 263.8 J/g.求:
(1)體積膨脹時氣體對外界做的功W;
(2)氣體吸收的熱量Q;
(3)氣體增加的內(nèi)能ΔU.
解析:取1 g水為研究系統(tǒng),1 g沸騰的水變成同溫度的水汽需要吸收熱量,同時由于體積膨脹,系統(tǒng)要對外做功,所以有ΔU
10、3)10-6 J=169.7 J.
(2)氣體吸熱:Q=mL=12 263.8 J=2 263.8 J.
(3)根據(jù)熱力學第一定律:
ΔU=Q+W=2 263.8 J+(-169.7)J=2 094.1 J.
答案:(1)169.7 J (2)2 263.8 J (3)2 094.1 J
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