1、三十八热力学定律与能量守恒定律(建议用时：40分钟)1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D解析：胎内气体压强增大，体积增大，由理想气体状态方程 C知，温度T升高，因此内能增大；车胎体积增大，则胎内气体对外界做功，D正确。2(多选)根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法正确的是()A. 机械能可以全部转化为内能B. 凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能
2、从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C. 制冷机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量D. 第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来AC解析：机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；由能量守恒定律知，制冷过程中，从室内吸收的热量与压缩机做的功之和等于向室外放出的热量，C正确；第一类永动机违背能量守恒定律，第二
3、类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D错误。3地球上有很多海水，它的总质量约为1.41018 t，如果这些海水的温度降低0.1 ，将要放出约5.881023 J的热量。有人曾设想利用海水放出的热量使它完全变成机械能来解决能源危机，但这是不可能的，其原因是()A. 内能不能转化成机械能B. 内能转化成机械能不满足热力学第一定律C. 只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器不满足热力学第二定律D. 上述三种原因都不正确C解析：内能可以转化成机械能，如热机，A错误；内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律，B错误；热力学第二定律告诉我们，不可能从单一
4、热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，C正确，D错误。4根据热力学定律，下列说法正确的是()A. 第二类永动机违反了能量守恒定律，因此不可能制成B. 效率为100%的热机是可能制成的C. 电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递D. 从单一热源吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用手段C解析：第二类永动机不可能制成，是因为它违背了热力学第二定律，故A错误；效率为100%的热机是不可能制成的，故B错误；电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，故C正确；从单一热源吸收热量，使之完全变为功是不可能实现的，故D错误。5(2020北京模拟)一定质量的理想气
5、体，在温度升高的过程中()A. 气体的内能一定增加B. 外界一定对气体做功C. 气体一定从外界吸收热量D. 气体分子的平均动能可能不变A解析：理想气体不计分子势能，温度升高，平均动能增大，内能一定增加，选项A正确，D错误；温度升高，可能是外界对气体做功，也可能是气体从外界吸收热量，也可能是两种方式都有，选项B、C错误。6(2020天津高考)水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图所示。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体()A. 压强变大 B. 对外界做功C. 对外界放热
6、D. 分子平均动能变大B解析：随着水向外喷出，气体的体积变大，由于温度不变，根据pVC，可知气体压强减小，A错误；由于气体体积膨胀，对外界做功，气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律UWQ知，一定从外界吸收热量，B正确，C错误；温度是分子平均动能的标志，由于温度不变，分子的平均动能不变，D错误。7(多选)一定质量的理想气体，经历如图所示的循环，图线由两条绝热线和两条等容线组成，其中，ab和cd为绝热过程，bc和da为等容过程。下列说法正确的是()A. ab过程中，气体分子的平均动能不变B. bc过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多C. cd过程中，单位体积内的气体分子数减少D.
7、 da过程中，气体从外界吸收热量BC解析：ab过程为绝热过程，理想气体与外界没有热交换，Q0，体积变小，外界对气体做功，W0，根据UQW可知，U0，故气体温度升高，气体分子的平均动能增大，故A错误；bc过程中，体积不变，由 C可知，当压强变大时，温度升高，分子平均动能增大，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多，故B正确；cd过程为绝热过程，体积变大，单位体积内的气体分子数减少，故C正确；da过程中，体积不变，压强减小，温度降低，可知U0，W0，由UWQ，可知Q0，根据热力学第一定律 UWQ，得U0，即内能增大。当一定质量的理想气体从外界吸收热量，同时体积增大时，则Q0，W0，根据热力学第
8、一定律 UWQ，得U可能大于0、等于0或小于0，即内能可能增加、不变或减小。可看成理想气体的1 g氢气和 1 g 氧气，在体积不变的情况下，从10 升高到 20 时，气体分子平均动能的增加量相同，但氢气分子的个数多，则氢气的总分子动能增加量多，而理想气体的内能只考虑分子动能，则氢气内能的增加量大于氧气内能的增加量。答案：增大可能不变大于11(2020江苏高考)一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其p 图像如图所示，求该过程中气体吸收的热量Q。解析：AB过程，外界对气体做的功W1pBC过程，W20根据热力学第一定律得UW1W2QA和C的温度相等，则U0代入数据解得Q2105 J。答案
9、：2105 J12如图所示，水平放置的汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞的质量m10 kg，横截面积S100 cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，活塞到汽缸底部的距离L111 cm，到汽缸口的距离L24 cm。现将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平。已知g10 m/s2，外界气温为27 ，大气压强为 1.0105 Pa，活塞厚度不计，则：(1)活塞上表面刚好与汽缸口相平时气体的温度是多少？(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q350 J的热量，则气体增加的内能U多大？解析：(1)当汽缸水平放置时，p01.0105 Pa，V0L1S，T0(27327)K300 K。当汽缸口朝上，活塞到达汽缸口时，活塞的受力分析如图所示。根据平衡条件有p1Sp0SmgV1(L1L2)S由理想气体状态方程得代入数据解得T1450 K。(2)当汽缸口向上，未加热时，由玻意耳定律得p0L1Sp1LS加热后，气体做等压变化，外界对气体做的功为Wp0(L1L2L)Smg(L1L2L)根据热力学第一定律UWQ代入数据解得U295 J。答案：(1)450 K(2)295 J
