1、热力学定律与能量守恒定律建议用时:45分钟1(多选)(2019达州模拟改编)下列说法正确的是()A布朗运动就是分子的无规则运动B热力学温度是国际单位制中7个基本物理量之一C热量能够自发地从高温物体传到低温物体,但不能自发地从低温物体传到高温物体D做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的BC布朗运动是悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动,是由液体分子的无规则运动而引起的,不是固体分子的无规则运动,也不是液体分子的无规则运动,故A错误;热力学温度是国际单位制中7个基本物理量之一,故B正确;根据热力学第二定律可知,热量能够自发地从高温物体传到低温物体,但不能自发地从低温物体传到高温物体,故
2、C正确;做功是通过能量转化的方式改变系统内能的,热传递是能量的转移,不是能量的转化,故D错误。2(多选)(2019东北三省四市模拟改编)下列说法中正确的是()A相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等B民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是将点燃的纸片放入火罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。其原因是火罐内的气体体积不变时,温度降低,压强减小C空调既能制热又能制冷,说明在不自发的条件下,热传递可以逆向D自发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BCD相互间达到热平衡的两物体的温度相同,内能不一定相等,故A错误;火罐内气体压强小于大气压强
3、,所以火罐能“吸”在皮肤上,故B正确;根据热力学第二定律可知,热量能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体,在有外界做功的条件下热传递可以逆向,故C正确;根据热力学第二定律可知,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,故D正确。3.(2019开封高三冲刺改编)如图所示,一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体,b内为真空,抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态。在此过程中()A气体对外界做功,内能减少B气体不做功,内能不变C气体压强变小,温度降低D气体压强变大,温度降低B由于b内为真空,抽开隔板K后,a内气体进
4、入b,气体不做功,内能不变,选项A错误,B正确;由于气体体积增大,温度不变,气体压强变小,选项C、D错误。4(多选)(2019长沙模拟改编)下列叙述中,正确的是()A同一温度下,气体分子速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律B布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映C第二类永动机是不可能制造出来的,尽管它不违反热力学第一定律,但它违反热力学第二定律D物体熔化时吸热,分子平均动能不一定增加ACD同一温度下,气体分子速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律,选项A正确;布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动,是液体分子无规则运动的反映,选项B错误;第二类永动机是不可能制造出来的,尽管它不违
5、反热力学第一定律,但它违反热力学第二定律,选项C正确;物体熔化时吸热,如果温度不变,物体内分子平均动能不变,比如晶体的熔化过程,选项D正确。5.(多选)如图所示,绝热容器被绝热隔板K1,卡销锁住的绝热光滑活塞K2隔成a、b、c三部分,a部分为真空,b部分为一定质量的稀薄气体,且压强pbp0,c与大气连通,则下列说法中正确的是()A只打开隔板K1,b中气体对外做功,内能减少B只打开隔板K1,b中气体不做功,内能不变C只打开隔板K1,b中气体压强减小,温度不变D只打开卡销K2,b中气体对外做功,内能减小BC只打开隔板K1,b中气体向a中真空扩散,气体不做功,W0,绝热容器导致Q0,由热力学第一定律
6、知UWQ0,内能不变,A错误,B正确;只打开隔板K1时,b中气体内能不变,温度不变,由玻意耳定律pVC知b中气体体积增大,压强减小,C正确;只打开卡销K2时,由于pb0,但Q0,则UWQ0,内能增加,D错误。6(多选)(2019哈尔滨六中二次模拟改编)如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中,AB和CD为等温过程,BC和DA为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的“卡诺循环”。该循环过程中,下列说法正确的是()AAB过程中,气体对外界做功BBC过程中,气体分子的平均动能增大CCD过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多DCD过程中,气体放热A
7、CDAB过程中,体积增大,气体对外界做功,故A正确;BC过程中,绝热膨胀,气体对外做功,内能减小,温度降低,气体分子的平均动能减小,故B错误;CD过程中,等温压缩,体积变小,分子数密度变大,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,故C正确;CD过程中,气体内能不变,体积减小,外界对气体做功,则气体放热,选项D正确。7(2019郑州高三质检)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图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27 ,求:(1)该气体在状态B时的温度;(2)该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量。解析(1)对于理想气体:AB,由查理定律得:
8、即TBTA100 K,所以tB(100273) 173 。(2)BC过程由盖吕萨克定律得:,解得:TC300 K,所以tC27 A、C温度相等,U0AC的过程,由热力学第一定律UQW得:QUWpBV200 J,即气体从外界吸热200 J。答案(1)173 (2)从外界吸热200 J8(多选)(2019宿州市一质检改编)一定量的理想气体的压强p与热力学温度T的变化图象如图所示。下列说法正确的是()AAB的过程中,气体对外界做功,气体内能增加BAB的过程中,气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量CBC的过程中,气体体积增大,对外做功DBC的过程中,气体对外界放热,内能不变BD从A到B的过程,是等容
9、升温过程,气体不对外做功,气体从外界吸收热量,使得气体内能增加,故A错误,B正确;从B到C的过程是等温压缩过程,压强增大,体积减小,外界对气体做功,气体放出热量,内能不变,故C错误,D正确。9(多选)(2019四川蓉城名校联考改编)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态。其pT图象如图所示。下列判断正确的是()A过程ab中气体一定吸热B过程bc中气体既不吸热也不放热C过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热Da、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小AD由图象可知,ab过程,气体压强与热力学温度成正比,则气体发生等容变化,气体体积不变,外界对气体不做功,气
10、体温度升高,内能增大,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,故A正确;由图示图象可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律UQW可知,气体吸热,故B错误;ca过程压强不变,温度降低,体积减小,外界对气体做功W0,气体温度降低,内能减少,U0,由热力学第一定律可知,外界对气体所做的功小于气体所放热量,故C错误;由图象可知,a状态温度最低,分子平均动能最小,故D正确。10.利用燃料燃烧时产生的能量对外做功的机器叫热机。热机是依靠由某些热力学过程组成的特定热力学循环进行工作的。如图所示的pV图表示的是某一热机的循环图。一定质量的气
11、体(可看成理想气体)由状态2经过状态1至状态4,气体对外做功280 J,吸收热量410 J;气体又从状态4经状态3回到状态2,这一过程中外界对气体做功200 J。求:(1)214过程中气体的内能是增加还是减少,变化量是多少;(2)432过程中气体是吸热还是放热?吸收或放出的热量是多少?解析(1)214过程中,气体对外界做功280 J,则W1280 J,气体吸收热量410 J,则Q1410 J由热力学第一定律有:U1W1Q1130 J故在214的过程中气体的内能增加,增加量为130 J。(2)432过程中气体内能的变化量为U2U1130 J由题知,此过程中外界对气体做功200 J,则W2200
12、J由热力学第一定律有:U2W2Q2130 J解得Q2330 J故在432的过程中气体放热,放出的热量为330 J。答案(1)增加130 J(2)放热330 J11一定质量的理想气体被活塞封闭在水平放置的汽缸内,如图所示。活塞的质量m20 kg,横截面积S100 cm2,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气,开始使汽缸水平放置,活塞与汽缸底的距离L112 cm,离汽缸口的距离L23 cm。汽缸内气体的初始温度为27 ,大气压强为1.0105 Pa,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,取g10 m/s2,求:(1)此时气体的温度为多少;(2)在
13、对缸内气体加热的过程中,气体膨胀对外做功,同时吸收Q370 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,有p1Sp0Smg则p1p01.0105 Pa Pa1.2105 PaV1(L1L2)S由理想气体状态方程得则T1T0300 K450 K。(2)当汽缸口向上,未加热稳定时:由玻意耳定律得p0L1Sp1LS则L cm10 cm加热后,气体做等压变化,外界对气体做功为Wp0(L1L2L)Smg(L1L2L)60 J根据热力学第一定律UWQ得U310 J。答案(1)450 K(2)310 J