1、规范演练50热力学定律与能量守恒定律抓基础1根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是 ()A机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能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尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到293 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
2、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；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降到293 ，只能无限接近273.15 ，C错误；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，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错误答案：A2关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是 ()A第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会
3、改变内能D由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的解析：第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机违反热力学第二定律，A、B错误；由热力学第一定律可知W0，Q0，但UWQ可以等于0，C错误；由热力学第二定律可知D中现象是可能的，但会引起其他变化，D正确答案：D3景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒猛推推杆，艾绒即可点燃对筒内封闭的气体，在此压缩过程中 ()A气体温度升高，压强不变B气体温度升高，压强变大C气体对外界做正功，气体内能增加D外界对气体做正功，气体内能减少答案：B4(多选)关于热力学定律，下列说法
4、正确的是 ()A热量能够自发地从高温物体传到低温物体B不可能使热量从低温物体传向高温物体C第二类永动机违反了热力学第二定律D气体向真空膨胀的过程是不可逆过程E功转变为热的实际宏观过程是可逆过程答案：ACD5(多选)在装有食品的包装袋中充入氮气，然后密封进行加压测试，测试时，对包装袋缓慢施加压力，将袋内的氮气视为理想气体，在加压测试过程中，下列说法中正确的是 ()A包装袋内氮气的压强增大B包装袋内氮气的内能不变C包装袋内氮气对外做功D包装袋内氮气放出热量E包装袋内氮气的所有分子运动速率都保持不变答案：ABD6(多选)下列说法中正确的是()A物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大B一定质量气体的
5、体积增大，但既不吸热也不放热，内能减小C相同质量的两种物体，提高相同的温度，内能的增量一定相同D物体的内能与物体的温度和体积都有关系E凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性解析：速度增大，不会改变物体的分子的动能，故A错误；体积增大时，气体对外做功，不吸热也不放热时，内能减小，故B正确；质量相同，但物体的物质的量不同，故温度提高相同的温度时，内能的增量不一定相同，故C错误；物体的内能取决于物体的温度和体积故D正确；由热力学第二定律可知，凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性，故E正确答案：BDE7.(多选)(2018全国卷)如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程到达状态e.对此气体，下
6、列说法正确的是()A过程中气体的压强逐渐减小B过程中气体对外界做正功C过程中气体从外界吸收了热量D状态c、d的内能相等E状态d的压强比状态b的压强小解析：过程中，气体由a到b，体积V不变、T升高，则压强增大，A错误；过程中，气体由b到c，体积V变大，对外界做正功，B正确；过程中，气体由d到e，温度T降低，内能U减小，体积V不变，气体不做功，根据热力学第一定律UQW得Qpc，由c到d的过程，温度不变，Vcpd，故pbpcpd，E正确答案：BDE8.(多选)(2019桂林模拟)一定质量的理想气体从状态a开始，经历了三个过程ab、bc、ca回到原状态，其V-T图象如图所示，pa、pb、pc分别表示状
7、态a、b、c的压强，下列判断正确的是()A过程ab中气体一定吸热BpcpbpaC过程bc中分子势能不断增大D过程bc中每一个分子的速率都减小E过程ca中气体吸收的热量等于对外界做的功解析：由a到b，气体做等容变化，温度升高，内能增大，根据UQW，故气体一定吸热，选项A正确；由a到b为等容变化，温度升高，压强变大，故pbpa，由b到c是等压变化，故pcpb，选项B正确；理想气体没有分子势能，故选项C错误；由b到c，温度降低，分子的平均动能降低，平均速率减小，但不是每一个分子的速率都减小，故选项D错误；由c到a，气体发生等温膨胀，内能不变，气体对外做功，吸收热量，根据UQW，气体吸收的热量等于对外
8、做的功，故选项E正确答案：ABE提素养9(2019河北衡水月考)某同学估测室温的装置如图所示，汽缸导热性能良好，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体室温时气体的体积V166 mL，将汽缸竖直放置于冰水混合物中，稳定后封闭气体的体积V260 mL.不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压p01.0105 Pa.(1)根据题干条件可得室温是多少？(2)上述过程中，外界对气体做的功是多少？解析：(1)设室温为T1，则，又T2273 K，代入数据解得T1300.3 K，即t127.3 .(2)外界对气体做的功，有Wp0V，解得W0.60 J.答案：(1)27.3 (2)0.60 J10一定质量的理想
9、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p-V图象如图所示已知该气体在状态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
10、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)吸热200 J11.如图所示，ABC为粗细均匀的“L”形细玻璃管，A端封闭，C端开口开始时AB竖直，BC水平，BC内紧靠B端有一段长l130 cm的水银柱，AB内理想气体长度l220 cm.现将玻璃管以B点为轴在竖直面内逆时针缓慢旋转90，使AB水平环境温度不变，大气压强p075 cmHg，求：(1)旋转后水银柱进入AB管的长度；(2)玻璃管旋转过程中，外界对封闭气体做正功还是做负功？气体吸热还是放热？解析：(1)对封闭气体，初态压强为p0，末态为p1，设玻璃管截面积为S，
11、水银进入AB管的长度为x，根据玻意耳定律p0Sl2p1S(l2x)，又p1p0pl1px，代入数据得x5 cm.(2)外界对气体做正功，而气体的温度不变，则内能不变，由热力学第一定律可知，气体放热答案：(1)5 cm(2)正功放热12(2019湖南师大附中模拟)如图所示，一个内壁光滑的圆柱形汽缸，高度为L、底面积为S，缸内有一个质量为m的活塞，封闭了一定质量的理想气体温度为热力学温度T0时，用绳子系住汽缸底，将汽缸倒过来悬挂起来，汽缸处于竖直状态，缺内气体高为L0，已知重力加速度为g，大气压强为p0，不计活塞厚度及活塞与缸体的摩擦(1)采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离，缸内气体的温度至少要升
12、高到多少？(2)从开始升温到活塞刚要脱离汽缸，缸内气体压力对活塞做功多少？(3)当活塞刚要脱离汽缸时，缸内气体的内能增加量为U，则气体在活塞下移的过程中吸收的热量为多少？解析：(1)气体等压变化，由盖吕萨克定律得，解得T.(2)对活塞，由平衡条件得mgpSp0S，气体对活塞做的功为WpS(LL0)，解得W(p0Smg)(LL0)(3)由热力学第一定律得UWQ，又外界对气体做功WW，气体吸收的热量QU(p0Smg)(LL0)答案：(1)(2)(p0Smg)(LL0)(3)U(p0Smg)(LL0)13(2019揭阳模拟)一定质量的理想气体经历了如图所示的ABCDA循环，该过程每个状态视为平衡态，
13、各状态参数如图所示A状态的压强1105 Pa，求：(1)B状态的温度；(2)完成一次循环，气体与外界热交换的热量解析：(1)理想气体从A状态到B状态的过程中，压强保持不变，根据盖吕萨克定律有，代入数据解得TB600 K.(2)理想气体从A状态到B状态的过程中，外界对气体做功W1pA(VBVA)，解得W1100 J.气体从B状态到C状态的过程中，体积保持不变，根据查理定律有，解得pC2.5105 Pa.从C状态到D状态的过程中外界对气体做功W2pC(VCVD)，解得W2250 J.一次循环过程中外界对气体所做的总功WW1W2150 J.理想气体从A状态完成一次循环，回到A状态，始末温度不变，所以内能不变根据热力学第一定律有UWQ，解得Q150 J，故完成一次循环，气体向外界放热150 J.答案：(1)600 K(2)放热150 J
