1、课堂跟踪检测(七十二) 热力学定律(重点突破课)一、选择题1(2017贵州黔南州三校联考)下列说法正确的是()A气体总是充满容器，说明气体分子间只存在斥力B对于一定质量的理想气体，温度升高，气体内能一定增大C温度越高布朗运动越剧烈，说明水分子的运动与温度有关D物体内能增加，温度一定升高E热可以从低温物体传到高温物体解析：选BCE气体总是充满容器，说明气体分子在做无规则热运动，而气体分子之间既存在引力也存在斥力，选项A错误。由于理想气体的内能只与温度有关，所以对于一定质量的理想气体，温度升高，气体内能一定增大，选项B正确。温度越高布朗运动越剧烈，说明水中悬浮的微粒的运动与温度有关，而悬浮微粒的运
2、动是由水分子运动对微粒的碰撞造成的，即水分子的运动与温度有关，选项C正确。物体内能增加，例如吸热冰融化，内能增加，但是温度不变，选项D错误。热可以从低温物体传到高温物体，例如电冰箱中热从低温物体传到高温物体，选项E正确。2(2016全国甲卷)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其pT图像如图所示。其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是()A气体在a、c两状态的体积相等B气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E在过程bc中外界对气
3、体做的功等于在过程da中气体对外界做的功解析：选ABE由ac的延长线过原点O知，直线Oca为一条等容线，气体在a、c两状态的体积相等，选项A正确；理想气体的内能由其温度决定，故在状态a时的内能大于在状态c时的内能，选项B正确；过程cd是等温变化，气体内能不变，由热力学第一定律知，气体对外放出的热量等于外界对气体做的功，选项C错误；过程da气体内能增大，从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，选项D错误；由理想气体状态方程知：C，即paVaCTa，pbVbCTb，pcVcCTc，pdVdCTd。设过程bc中压强为p0pbpc，过程da中压强为p0pdpa。由外界对气体做功WpV知，过程bc中外界对
4、气体做的功Wbcp0(VbVc)C(TbTc)，过程da中气体对外界做的功Wdap0(VaVd)C(TaTd)，TaTb，TcTd，故WbcWda，选项E正确。3(2016海南高考)一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其pV图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是()A气体经历过程1，其温度降低B气体经历过程1，其内能减小C气体在过程2中一直对外放热D气体在过程2中一直对外做功E气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的相同解析：选ABE气体经历过程1，压强减小，体积变大，膨胀对外做
5、功，内能减小，故温度降低，选项A、B正确。气体在过程2中，根据理想气体状态方程C，则开始时，气体体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热；然后压强不变，体积变大，膨胀对外做功，则温度升高，吸热，故选项C、D错误；无论是经过过程1还是过程2，初、末状态相同，故内能改变量相同，选项E正确。4对于一定量的理想气体，下列说法正确的是()A若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B若气体的内能不变，其状态也一定不变C若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关E当气体温度升高时，气体的内能一定增大解析：选ADEp、V不变，则T不变，气体的内能不
6、变，故选项A正确；内能不变，温度不变，p、V可能变化，选项B错误；气体温度升高，压强不一定增大，选项C错误；气体温度每升高1 K吸收的热量与气体对外做功多少有关，即与经历的过程有关，故选项D正确；温度升高，理想气体的内能一定增大，选项E正确。5关于热力学定律，下列说法正确的是()A为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D不可能使热量从低温物体传向高温物体E机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程解析：选ACE由UWQ可知做功和热传递是改变内能的两种途径，它们是等效的，A正确，B错误。由热力学第二定律可知
7、，可以从单一热源吸收热量，使之全部变为功，但会产生其他影响，C正确。由热力学第二定律知，热量只是不能自发地从低温物体传向高温物体，D错误。一切与热现象有关的宏观过程都不可逆，E正确。6下列说法正确的是()A单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化B足球充足气后很难压缩，是足球内气体分子间斥力作用的结果C一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能一定增加D自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，虽然温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数不变解析：选ACD单晶体冰糖磨碎后仍是晶体，熔点不变，A正确，足球充足气后很难压缩，是
8、足球内分子碰撞加剧压强增大的原因，B错误。等容过程中气体不做功，故吸收热量内能一定增加，C正确。根据熵增加原理，D正确。温度升高时，气体分子平均动能增大，单位时间内撞击单位面积上的分子数增加，E错误。二、计算题7.(2017湖南师范大学附属中学检测)如图所示，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体。p0和T0分别为大气的压强和温度。已知：气体内能U与温度T的关系为UaT，a为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的，求：(1)汽缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；(2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热
9、量Q。解析：(1)在气体由压强p1.2 p0下降到p0的过程中，V不变，温度由2.4T0变为T1，由查理定律得得：T12T0在气体温度由T1变为T0的过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变，由盖吕萨克定律得解得：V10.5V。(2)活塞下降过程中，活塞对气体做功Wp0(VV1)在这一过程中，气体内能的减少量Ua(T1T0)由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量QWU得：Qp0VaT0。答案：(1)0.5V(2)p0VaT08.(2017云南玉溪期中)一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，活塞质量为m、横截面积为S，可沿汽缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界绝热，初始时封闭气体的
10、温度为T1，活塞距离汽缸底部的高度为H，大气压强为p0。现用一电热丝对气体缓慢加热，若此过程中电热丝传递给气体的热量为Q，活塞上升的高度为，求：(1)此时气体的温度；(2)气体内能的增加量。解析：(1)气体加热缓慢上升过程中，处于等压过程，设上升时温度为T2，V1SH，V2S气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得，联立解得：T2T1。(2)上升过程中，根据热力学第一定律得：UQW式中：W(p0Smg)因此：UQ(p0Smg)。答案：(1)T1(2)Q(p0Smg)9.(2017山西忻州四校联考)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的pV图像如图所示。已知该气体在状态
11、A时的温度为27 。(1)求该气体在状态B、C时的温度；(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？解析：(1)气体从状态A到状态B做等容变化，由查理定律有，解得TB200 K，即tB73 ；气体从状态B到状态C做等压变化，由盖吕萨克定律有，解得TC300 K，即tC27 。(2)因为状态A和状态C温度相等，且理想气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中U0，由热力学第一定律UQW得QW。在整个过程中，气体在B到C过程对外做功，故WpBV200 J。即QW200 J，是正值，所以气体从状态A到状态C过程中是吸热，吸收的热量Q200 J。答案：(1)73 27 (2)吸收热量200 J