1、热机、制冷机一、选择题（共14题）1根据热力学定律，下列说法正确的是（）A第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成B热效率为100%的热机是可能制成的C电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递D从单一热源吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用手段2设想在一间与外界绝热的房间里，有一台正在工作的电冰箱，如果电冰箱的门是开着的，那么室内温度将（ ）A降低B升高C不变D上述三种情况都有可能3下列说法正确的是（ ）A空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性B只有在体积一定时，饱和气压才随温度的升高而增大C分子间作用力的合力表现为引力时，若分子间的距离增大，则分子力不一定减小
2、，但分子势能一定增大D沸点与大气压有关，大气压较高时沸点比较低4当夏日炎炎时，我们使用空调来降低室内的温度，如图所示当冬日严寒时，我们又可以使用空调来提高室内的温度你觉得在使用的过程中，空调的风向应怎样调节最有利于整个室内温度尽快达到预设要求A夏天，应将空调出风口向上调节，让凉风向上吹出B冬天，应将空调出风口向上调节，让暖风向上吹出C无论夏天还是冬天，都应将空调出风口向下调节D空调出风口风向并不影响制冷或制热的效果，所以无论冬天、夏天均可随意调节5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再回到状态a的过程，ab是温度为T1的等温过程，cd是温度为T2的等温过程，bc和da为绝
3、热过程（气体与外界无热量交换），这就是著名的“卡诺循环”。卡诺循环构建了从单一热源吸收热量用来做功的理想过程，符合卡诺循环的热机的效率为。下列说法正确的是（）Aab过程气体对外界做功且吸收热量Bbc过程气体对外做的功小于气体内能的减少量Ccd过程单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少D由卡诺循环可知热机效率可能达到100%6下列说法正确的是A气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力B可以利用高科技手段，制作效率是100的热机C布朗运动反映了固定分子永不停息做无规则的热运动D用油膜法测出油酸分子直径后，还需知道油酸的摩尔体积就可估算出阿伏伽德罗常数7某家用电器正常工作时的功率约为2千瓦，
4、它可能是（ ）A空调器B电冰箱C电视机D电风扇8关于能量的转化，下列说法中正确的是（）A摩擦生热的过程在任何情况下都是不可逆的B空调既能制热又能制冷说明热传递不存在方向性C永动机不存在的原因是能量在某些特殊情况下是不守恒的D由于能量的转化过程符合守恒定律，所以不会发生能源危机9关于热学的说法中，下列表述正确的是（）A花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的B冰箱在制冷过程中，能将热量从温度低的物体传到温度高的物体，所以冰箱工作时不遵守热力学第二定律C在完全失重的状态下，密闭容器中的气体对容器壁压强为零D在绝热过程中，外界对一定质量的理想气体做功，气体的内能必然增加1
5、0下列说法中正确的是（）A高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故B空调制冷说明热量可以自发地由低温物体传递给高温物体C在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质无关D液体中悬浮微粒的布朗运动是周围液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的11下列说法正确的是（）A扩散现象的原因是分子间存在斥力B由于表面张力的作用，玻璃板上的小水银滴总是呈球形的C第二类永动机是不可能造成的，因为它违背了能量守恒定律D如果没有漏气、摩擦、机体的热量损失，热机的效率可以达到100%12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
6、全部用来做功转化成机械能而不引起其他变化B凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体C尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%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13下列说法中正确的是（ ）A温度是物体内能大小的标志B热机的效率能够接近100%，但是不能达到100%C水和酒精混合后的体积小于原来的体积之和，说明分子间存在间隙D一块完整的玻璃破碎之后不能拼合在一起，是因为分子斥力的作用E气体的压强是由于气体分子频繁撞击容器壁而产生的1
7、4下列说法正确的是（）A当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大B只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的内能全部转化为机械能C吹满气的气球打开气口后气体会快速喷出说明气体分子间有斥力D玻璃细杆顶端被烧熔后变成圆形是由于表面张力引起的E单晶体和多晶体均存在固定的熔点二、非选择题15下列说法正确的是_A分子间存在的引力和斥力都随着分子间的距离的增大而减小，但是斥力比引力减小的更快B悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越小，布朗运动越不明显C在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性D不需要任何动力或燃料，却能不断对
8、外做功的永动机是不可能制成的E如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，热机的效率可以达到100%16阅读下列资料并完成相关问题资料：如图所示，冰箱的致冷设备由蒸发器、压缩机、冷凝器、毛细管等部件组成电冰箱工作过程中，致冷剂氟利昂（一种既容易汽化又容易液化的化学物质）在蒸发器中迅速蒸发热，使冷冻室内温度，气态的氟利昂经压缩机压缩后，送入冰箱外面的冷凝器，在此致冷剂液化热，液态的致冷剂通过很细的毛细管回到蒸发器，又开始了新的循环电冰箱就这样源源不断地将冷冻室内的热吸出来，并散发到冰箱的外面(1)在资料的、三处，补写上适当的内容分别是_、_、_ (2)冰箱冷冻室内温度很低，那么在室内多放几台打
9、开冷冻室门的冰箱长时间工作能不能降低室内温度？17蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化，我们把这些气体称为工质。某热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热Q1，对外做功W，又向低温热源放热Q2，工质完全恢复初始状态，内能没有变化。根据热力学第一定律，在工质的一个循环中，Q1、Q2、W三者之间满足的关系是_。热机的效率不可能达到100%，从能量转化的角度，说明_能不能完全转化为_能而不产生其他影响。18下表所示为某品牌的空调器铭牌上的部分参数，其中KFRD表示该空调为家用分体式具有电辅热功能的冷暖空调器请根据表中的数据，回答下面的问题（已知：空气的密度为1
10、29kg/m3，空气的比热容取103J/（kg）。注：空调的电辅热功能有两方面的作用，一是在室外温度不太低时开启电辅热功能可以增加制热量，实现室内温度的快速提升，二是当室外温度很低，空调器的压缩机制热效能过低时，开启电辅热功能可以辅助制热，弥补单纯靠压缩机工作制热量不足的问题。XXXKFRD23GW/Z1分体式房间空调器电源IPH220V50Hz制冷运行制冷量2300W额定输入功率830W制热运行制热量2600W额定输入功率780W电热功率500W（1）如果房间的面积为15m2，高度为2.6m，问：如果按照表中的数据工作，该空调器至少多长时间才能将室内的空气由10加热升高至20？（2）在（1）
11、中，若室外温度不太低，实际加热时间约为4.0min，则在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率约为多少？空调器总共消耗的电能为多少？（3）该空调器在制冷时的额定输入功率为830W，而它的制冷量却是2300W，比输入功率还要大，这是为什么？19在当今世界，研制各种机器都必需考虑节约能源和治理废气污染这一重要课题。在内燃机中，废气带走了很多能量，如果能将这些能量再利用起来，会使内燃机的效率提高许多。某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，就采用了很多新技术。其中最重要的一项叫“增压”技术，它是利用“废气涡轮增压器”使排气冲程中排出的高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”
12、高速旋转，它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使做功冲程中柴油燃烧的更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高柴油发动机效率和减少废气污染的目的。这种柴油发动机有6个气缸，气缸直径为110mm，活塞行程为135mm，当转速为2300r/min时，发动机功率为220kW，最低油耗可达240g/(kWh)，柴油的热值为4.3107J/kg。请回答下列问题：（1）该柴油发动机的效率最高可达多少？（2）在做功冲程中气缸内的平均压强是多少？（3）如果将我国这种机型的汽车柴油发动机都安装“增压器”后，能使它们的平均效率由原来约31
13、%提高到近35%，安装前按每年消耗3亿吨柴油估算，这项技术每年能为我国节约多少吨柴油？（4）如果目前我国柴油的平均价格为3750元/吨，根据上面的估算结果，计算使用“增压”技术后仅节约柴油一项可使我国每年节约多少资金。由此你有哪些认识？20横截面积为3 dm2的圆筒内有0.6 kg的水，太阳光垂直照射了2 min，水温升高了1 .设大气顶层的太阳能只有45%到达地面，试估算出太阳的全部辐射功率(保留一位有效数字，设太阳与地球之间平均距离为1.51011m)参考答案：1C【详解】（1）第二类永动机不可能制成，是因它违反了热力学第二定律，但不违反能量守恒定律，故A错误；（2）根据热力学第二定律，机
14、械能可以100%转化为内能，但内能不能100%转化为机械能，即热力学过程不可逆，所以，热效率为100%的热机是不可能制成的，故B错误；（3）电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递；故C正确；（4）从单一热源吸收热量，使之完全变为功是不可能实现的；故D错误；故本题选C2B【详解】电冰箱是利用制冷剂从箱内蒸发器处吸热而汽化后，到箱外冷凝器中放热液化，然后又到蒸发器中吸热汽化，如此循环而制冷的。由于蒸发器温度低，冷凝器温度高，在制冷过程中，是靠压缩机将蒸发器中的制冷剂抽出再压缩到冷凝器中，以实现热量从低温物体传递给高温物体，其中压缩机对制冷剂蒸气做了功，电能转化为内能，所以制冷剂从蒸
15、发器吸收的热量比整台冰箱放出的热量要少，如果电冰箱的门是开着的，房间又是绝热的，由能的转化和守恒定律知，消耗的电能部分转化为房间空气的内能，室内温度将升高，故B正确，ACD错误。故选B。3C【详解】试题分析：热传递中的热量总是从温度高的向温度低的方向传递，所以热传递存在方向性，故选项A错误；饱和气压随温度的升高而增大，与体积无关，故选项B错误；分子间作用力的合力表现为引力时，是两个分子间的距离大于平衡位置间的距离时，此时若分子间的距离再增大，则分子力不一定减小，可分子势能一定增大，选项C正确；沸点与大气压有关，大气压较高时沸点应该较高，所以选项D错误4A【详解】夏天使用空调是为了致冷，而冷的空
16、气密度大，因此应将空调出风口向上调节，将其吹向高处，再让其自然下降，达到循环的目的，使室内均衡降温，故A正确，CD错误；冬天使用空调是为了致热，而热的空气密度小，因此应将空调出风口向下调节，将其吹向低处，再让其自然上升，达到循环的目的，使室内尽快暖起来，故B错误 所以A正确，BCD错误5A【详解】Aab过程为等温过程，温度不变，气体的内能不变，气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，故A正确；Bbc过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，根据热力学第一定律可知bc过程气体对外做的功等于气体内能的减少量，故B错误；Ccd为等温过程，压强变大，体积减小，
17、因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变大说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C错误；D热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，并且还存在热量损失，机械效率不可能达到100%，故D错误。故选A。6D【详解】试题分析：气体能充满任何容器是因为分子间的距离较大，分子间相互作用较小，故每个分子都是自由的，在做无规则运动，故可以充满任何容器，A错误；根据热力学第二定律，满足能量守恒定律的客观过程具有方向性，不可能将散失到环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其它变化，B错误；固体小颗粒做布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，C错误；已知油酸的摩尔体积，用
18、油膜法测出油酸分子的直径后，可以估算出阿伏加德罗常数，D正确；7A【详解】在家用电器中空调器的功率约为2000W；电冰箱的功率约为200W；电视机的功率约为120W；电风扇的功率约为60W，故A正确，BCD错误8A【详解】A根据热力学第二定律可知，摩擦生热的过程在任何情况下都是不可逆的，A正确；B空调既能制热又能制冷，但是消耗电能，说明在不自发地条件下热传递方向可以逆向，不违背热力学第二定律，B错误；C永动机不存在的原因是违背了能量守恒定律，C错误；D由于能量转移或转化是有方向性的，虽然能量守恒，但是还会产生能源危机，D错误。故选A。9D【详解】A花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于液体分子无规
19、则热运动对花粉颗粒的撞击不平衡引起的，故A错误；B冰箱在制冷过程中，需要消耗额外的能量才能将热量从温度低的物体传到温度高的物体，冰箱工作时遵守热力学第二定律，故B错误；C气体对容器壁的压强是由于气体分子的无规则热运动对容器壁的连续撞击产生的，所以在完全失重的状态下，密闭容器中的气体对容器壁的压强不为零，故C错误；D根据可知，在绝热过程中，外界对一定质量的理想气体做功，气体的内能必然增加，故D正确。故选D。10D【详解】A沸点的高低与外界的大气压有关，高原地区水的沸点较低，这是因为高原地区气压较低的缘故，故A错误；B空调制冷需要消耗电能，不能说明热量可以自发的由低温物体传递到高温物体，故B错误；
20、C在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，故C错误。D布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，是由于液体分子对颗粒的撞击作用不平衡所引起的，故D正确。故选D。11B【详解】A扩散现象的原因是分子的热运动，故A错误；B表面张力使液体表面积收缩到最小的趋势，故B正确；C第二类永动机是不可能造成的，因为能量的转化和转移具有方向性，并没有违反能量守恒，故C错误；D如果没有漏气、摩擦、机体的热量损失，热机的机械效率也不可能达到100%，故D错误。故选B。12BC【详解】A机械能可以全部转化为内能，在没有外界影响时，内能不能全部用来做功转化为机械能，A错误；
21、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正确；C尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，C正确；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，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错误故选BC。13BCE【详解】A.温度是分子平均动能大小的标志，故A错误；B.通过技术改进，可以提高热机的效率，但无论如何热机效率都不可能达到100%，故B正确；C.水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在一定的间隙；水和酒精充分混合后，酒精分子和水分子分
22、别进入了对方分子的空隙中，使得水和酒精混合后的总体积变小了，故C正确；D.分子间作用力发生作用的距离很小，打碎的碎片间的距离远大于分子力作用距离，因此打碎的瓷器不易粘在一起，这并不能说明是分子斥力的作用，故D错误；E.根据压强的微观意义可知，气体压强是由于气体分子频繁撞击容器壁表面产生的，故E正确。故选BCE14ADE【详解】A当分子力表现为斥力时，分子间距离减小时，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大。A正确；B根据热力学第二定律，内燃机得到的内能不可能全部转化为机械能。B错误；C吹满气的气球打开气口后气体会快速喷出说明气球内其他压强大于外界压强。由于气体分子间距离较大，分子力为零。C错误
23、；D玻璃细杆顶端被烧熔后变成圆形是由于表面张力引起的。D正确；E单晶体和多晶体均存在固定的熔点。E正确。故选ADE。15ACD【详解】分子间存在的引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小，但是斥力比引力减小得更快，故A正确；悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，受力越不平衡，布朗运动越明显，故B错误在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，故C正确；不需要任何动力或燃料，却能不断对外做功的永动机是不可能制成的，故D正确；如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，热机的效率也不可以达到100%，故E错误；故选ACD16 吸 降低 放 不能【详解
24、】（1）氟利昂在冰箱内部的蒸发器里面汽化，吸收冰箱内的内能，使冰箱内的温度降低携带有冰箱里面内能的氟利昂，到了冰箱外面的冷凝器里液化，液化放热，将冰箱内部的内能转移到冰箱的外面故答案为吸；降低；放；（2）冰箱工作时，只不过是将冰箱内部的能量转移到冰箱的外面冰箱工作一段时间，内部的温度虽然降低了，但外界的温度由于能量的增加而升高若打开冰箱门，会出现部分内能从冰箱内到冰箱外的房间，再由房间到冰箱内的循环室内的总内能并没有减少，所以，室内温度不会降低故答案为不能17 Q1Q2W 内 机械【详解】由热力学第一定律，热量、做功、内能的符号规定得Q1（Q2）（W）0，即Q1Q2W。再由热力学第二定律知，内
25、能不可能全部转化成机械能而不产生其他影响。18（1）2.7min；（2）1000W，3.07105J；（3）空调器在工作过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率【详解】（1）室内空气体积V=15m22.6m=39m3空调需要制热空气的质量m=V=1.29kg/m339m3=50.31kg空调需要放出的热量Q放=c空气mt=1010350.31（2010）J=5.03105J由可得，将室内温度从10调升至20，需要的时间（2）散热功率为空调器总共消耗的电能W=Pt=（500W+780W）460s=3.07105J（3）空调器在工作
26、过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率。19（1）35%；（2） ；（3）0.34亿吨；（4）见解析【详解】(1)有题意可知1kWh=3.6106J；该发动机的效率最高为(2)根据题意可知每秒钟的做功冲程数为设做功冲程中的平均压强为p，则有用功率P为代入数据可得(3)已知，亿吨。因为安装“增压器”前后有用功是相同的，所以有可得亿吨(4)安装“增压器”后，仅节约柴油一项每年可为国家节约的资金为0.34亿吨3750元/吨1275亿元由此可以看出，如果这项技术能得到广泛的应用，会给人类带来巨大的利益。但是，任何新技术在实际中的应用会受到各方面条件的影响和制约。应该说，节约和有效利用能源始终是人类需要努力的。2041026 W【详解】水温升高所吸收的热量设为Q，则，设地球表面单位时间、单位面积上获得的热量为，则太阳向地球表面单位面积上发送的能量功率为以太阳与地球间距离为半径的球体的表面积为，太阳的全部辐射功率为
