1、热力学定律1下列说法正确的是()A晶体均有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点B反映宏观自然过程的方向性的定律是热力学第二定律的一种表述C一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加D在绝热条件下压缩气体，气体的内能可能增加，也可能减少解析：选ABC单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故A正确；热力学第二定律的一种表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响；另一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。热力学第二定律说明热的传导具有方向性，故B正确；根据理想气体的状态方程C可知，一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，气体的温度升高
2、；又因为一定质量的理想气体的内能大小只与温度有关，与气体的体积无关，则内能一定增加，故C正确；在绝热条件下压缩气体时，外界对气体做功，但没有热交换，故气体的内能增加，故D错误。2(2021年1月新高考8省联考江苏卷)某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作。该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体()A在状态a和c时的内能可能相等B在ab过程中，外界对其做的功全部用于增加内能Cbc过程中增加的内能小于da过程中减少的内能D在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量解析：选B从cd为绝热膨胀，则Q0，W0，则U0，Q0，则UW，即外界对其做的功
3、全部用于增加内能，选项B正确；bc系统从外界吸收热量，cd系统对外做功，da系统放出热量，ab外界对系统做功，根据pV图像与横轴所围成的面积即为气体做功大小，可知图像中bcda围成的图形的面积为一个奥托循环气体对外做的功，整个过程气体的内能变化量为零，则WQ，即Q吸Q放W0，即在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量，则bc过程中增加的内能大于da过程中减少的内能，故C、D错误。3(2020天津等级考)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。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。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变
4、，则气体()A压强变大B对外界做功C对外界放热 D分子平均动能变大解析：选B在水向外不断喷出的过程中，罐内气体体积增大，则气体对外做功，根据玻意耳定律可知，罐内气体的压强减小， 选项A错误，B正确；由于罐内气体温度不变，故内能也不变，即U0，由热力学第一定律WQU知，W0，因此气体吸热，选项C错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，温度不变，分子平均动能不变，选项D错误。4(2021年1月新高考8省联考广东卷)某学生在水瓶中装入半瓶热水，盖紧瓶盖，一段时间后，该同学发现瓶盖变紧。其本质原因是单位时间内瓶盖受到瓶内气体分子的撞击次数_(选填“增加”“减少”或“不变”)，瓶内气体分子平均动能_(选
5、填“增大”“减小”或“不变”)。解析：随着温度降低，内部气体的压强变小，瓶盖变紧。由于温度降低，则瓶内气体分子平均动能减小；由于平均动能减小，分子平均速率减小，则在其他条件不变的情况下，单位时间内瓶盖受到瓶内气体分子的撞击次数减少。答案：减少减小5.如图所示，一定质量理想气体经历AB的等压过程，BC的绝热过程(气体与外界无热量交换)，其中BC过程中内能减少900 J。求ABC过程中气体对外界做的总功。解析：AB过程W1p(VBVA)BC过程，根据热力学第一定律W2U则对外界做的总功W(W1W2)代入数据得W1 500 J。答案：1 500 J6.如图所示的p V图像记录了一定量的理想气体经历的
6、缓慢变化过程ABC，其中AB段是体积保持不变的过程，BC段是绝热过程。已知该理想气体内能与温度的关系为UCT，其中C10 J/K，A点的热力学温度为TA450 K。求BC过程中外界对气体所做的功。解析：AB过程为等容变化，由查理定律有得：TB189 K等容过程没有做功，由热力学第一定律，此过程放热QC(TATB)2 610 J对A、C两状态，由理想气体状态方程有得：TC 300 KBC过程无热传递，AB过程无做功，对ABC全过程，由热力学第一定律有C(TCTA) WQ得：BC过程外界对气体做功W1 110 J。答案：1 110 J7.如图所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞封闭
7、着一定质量的理想气体。活塞的质量为m、横截面积为S，与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时停止加热，活塞上升了2h并稳定，此时气体的热力学温度为T1。已知大气压强为p0，重力加速度为g，活塞与汽缸间无摩擦且不漏气。求：(1)加热过程中气体的内能增加量；(2)停止对气体加热后，在活塞上缓缓添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好下降了h。求此时气体的温度。解析：(1)等压过程气体的压强为p1p0，则气体对外做功为Wp1S(2h)2(p0Smg)h 由热力学第一定律得UQW，解得UQ2(p0Smg)h；(2)停止对气体加热后，活塞恰好下降了h，气体的温度为T2则初态p1p0，V13hS，热力学温度为T1，末态p2p0，V22hS，热力学温度为T2，由理想气体状态方程，解得T2T1。答案：(1)Q2(p0Smg)h (2)T1
