1、第3讲热力学定律能量守恒一、多项选择题(下列选项中有三个选项为正确答案)1下列关于热现象的描述不正确的是()A根据热力学定律，热机的效率可以达到100%B做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的E热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的2(2016年河南开封高三冲刺)如图K1231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()图K123
2、1A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，温度不变D气体压强变大，温度不变E单位时间内撞击容器壁的分子数减少3下列说法不正确的是()A机械能全部转变成内能是不可能的B第二类永动机不可能制成的原因是违反了热力学第一定律C根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的E自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用4关于热力学定律，下列说法中正确的是()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功转变为热的
3、实际宏观过程是不可逆过程5如图K1232所示，将一空的薄金属圆筒开口向下压入水中，设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计空气分子间的相互作用被淹没的金属筒在缓慢下降的过程中，筒内空气体积不断减小，则下列说法中不正确的是()图K1232A筒内空气的压强在增大B筒内空气的温度在升高C筒内空气向外界放热D筒内空气的内能减小E筒内空气向外界吸热6下列有关物体内能改变的判断中，正确的是()A外界对物体做功，物体的内能一定增加B外界对物体传递热量，物体的内能一定增加C物体对外界做功，物体的内能可能增加D物体向外界放热，物体的内能可能增加E物体内能的改变等于外界对物体做的功和物体吸收的热量的总和7(2015
4、年广东梅州质检改编)关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是()A第二类永动机违反能量守恒定律B如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多D做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看，这两种改变方式是有区别的E第一类永动机违反了能量守恒定律二、非选择题8如图K1233所示，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性能良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A和B.活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体
5、吸收热量Q时，活塞上升了h，此时气体的温度为T1.已知大气压强为p0，重力加速度为g(1)加热过程中，若A气体内能增加了U1，求B气体内能增加量U2(2)现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加沙粒，当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T2.求此时添加沙粒的总质量m图K12339如图K1234所示，为厚度和质量不计，横截面积为S10 cm2的绝热气缸倒扣在水平桌面上，气缸内有一绝热的“T”型活塞固定在桌面上，活塞与气缸封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为T0300 K，压强为p0.5105 Pa，活塞与气缸底的距离为h10 cm，活塞与气缸可无摩擦滑动且不漏气，大气压强为p01.01
6、05 Pa.求：(1)此时桌面对气缸的作用力的大小FN(2)现通过电热丝给气体缓慢加热到温度T，此过程中气体吸收热量为Q7 J，内能增加了U5 J，整个过程活塞都在气缸内，求T的值图K123410在如图K1235所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6 J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为9 J图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零求：(1)从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W1和其内能的增量U1(2)从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量U
7、2及其从外界吸收的热量Q2图K1235第3讲热力学定律能量守恒1ABD2BCE3ABC4ACE5BDE6CDE7CDE8解：(1)B气体对外做的功：WpSh(p0Smg)h由热力学第一定律得U1U2QW解得U2Q(mgp0S)hU1.(2)B气体的初状态：p1p0，V12hS，T1B气体的末状态：p2p0，V2hS，T2由理想气体状态方程解得m.9解：(1)对气缸受力分析，由平衡条件有FNpSp0S得FN(p0p)S50 N.(2)设温度升高至T时活塞距离气缸底H，则气体对外界做功Wp0Vp0S(Hh)由热力学第一定律UQW解得H12 cm气体温度从T0升高到T的过程，由理想气体状态方程，得解得TT0720 K.10解：(1)从状态A到状态C的过程，气体发生等容变化，该气体对外界做的功W10根据热力学第一定律有U1W1Q1内能的增量U1Q19 J.(2)从状态A到状态B的过程，体积减小，温度升高该气体内能的增量U2U19 J根据热力学第一定律有U2W2Q2从外界吸收的热量Q2U2W23 J.
