1、课时作业(三十七)热力学定律与能量守恒双基巩固练1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D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；由热力学第一定律可知W0，Q0，但UWQ可以等于0，C错；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对2给旱区
2、送水的消防车停于水平地面在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体()A从外界吸热B对外界做负功C分子平均动能减小D内能增加A缓慢放水过程中，胎内气体压强减小，气体膨胀对外界做正功，选项B错；胎内气体温度不变，故分子平均动能不变，选项C错；由于不计分子间势能，气体内能只与温度有关，温度不变，内能不变，选项D错；由UWQ知U0，W0，气体从外界吸热，选项A正确3如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中()A气体对外做功，气体
3、温度可能不变B气体对外做功，内能一定减少C气体压强可能增大，内能可能不变D气体从外界吸热，内能一定增加A由于汽缸是导热的，则可以与外界进行热交换，细沙减少时，气体膨胀对外做功，可能由从外界吸热使内能不变4一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8104 J的功，气体的内能减少了1.2105 J，则下列各式中正确的是()AW8104 J，U1.2105 J，Q4104 JBW8104 J，U1.2105 J，Q2105 JCW8104 J，U1.2105 J，Q2104 JDW8104 J，U1.2105 J，Q4104 JB因为外界对气体做功，W取正值，即W8104 J；内能减少，U取负值，即
4、U1.2105 J；根据热力学第一定律UWQ，可知QUW1.2105 J8104 J2105 J，即B选项正确5如图所示容器中，A，B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下是水，上为空气，大气压恒定A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热原先A中水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡在这个过程中，下面说法正确的是()A大气压力对水做功，水的内能增加B水克服大气压力做功，水的内能减少C大气压力对水不做功，水的内能不变D大气压力对水不做功，水的内能增加D由WpShpV可知大气压力对A、B两管中水做功代数和为零，但由于水的重心下降，重力势能减小，由能量守恒定律可知水的内
5、能增加，D对6金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外溢出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关在外界保持恒温的条件下，经过一段较长的时间后，再次打开开关，这时出现的现象是()A筒外空气流向筒内B筒内空气流向筒外C筒内外有空气交换，处于动平衡态，筒内空气质量不变D筒内外无空气交换B因高压空气急剧外溢时，气体来不及充分与外界发生热交换，可近似看成绝热膨胀过程，气体对外做功，内能减少，所以关闭开关时，筒内气体温度较外界偏低，再经过较长时间后，筒内外气体温度相同对筒内剩余气体分析，属等容升温过程，压强要升高，大于外界气压，所以再打开开关时，筒内气体要流向筒外7如图所示，活
6、塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中()AE甲不变，E乙减小BE甲不变，E乙增大CE甲增大，E乙不变DE甲增大，E乙减小D本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能改变取决于做功的情况对甲室内的理想气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小8(多选)根据热力学定律，下列说法正确的是()A空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量B科技的不断进步使得人类有可能生
7、产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化的热机C即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能D对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少形成“能源危机”AC空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，A正确；不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化，故B错误；根据热力学第二定律，即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能，故C正确；对能源的过度消耗将形成“能源危机”，但自然界的总能量守恒，故D错误9(多选)下列说法正确的是()A对于一定量的气体，在完全失重的情况下，气体对容器壁的压
8、强为零B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%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在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，自由悬浮的水滴呈球形，这是液体表面张力作用的结果CD根据气体压强的产生原因，在完全失重的情况下，气体的压强不为零，选项A错误；根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到100%，选项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，选项C正确；宇宙飞船中自由悬浮的水滴处于完全失重状态，由于重力引起的液体内部的压力为零，故液滴呈球形是液体表面张力作用的结果，选项D
9、正确10(2019甘肃兰州一模)一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化问：(1)已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300 J，则从A到B气体吸收或放出的热量是多少；(2)试判断气体在状态B、C的温度是否相同如果知道气体在状态C时的温度TC300 K，则气体在状态A时的温度为多少解析(1)从A到B，外界对气体做功，有WpV900 J根据热力学第一定律UWQ得QUW1 200 J，气体放热1 200 J(2)由题图可知pBVBpCVC，故TBTC根据理想气体状态方程有代入数据可得TA1 200 K答案(1)放热1 200 J(2)温度相同1 200 K能力提升练11(多选)如图所示，一定质
10、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，A、B和C、D为等温过程，B、C为等压过程，D、A为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是()AA、B过程中，气体放出热量BC、D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多CD、A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化D若气体在B、C过程中内能变化量的数值为2 kJ，与外界交换的热量为7 kJ，则在此过程中气体对外做的功为5 kJAD因为A、B为等温过程，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有EWQ，温度不变，则内能不变，故气体一定放出热量，选项A正确；C、D为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不
11、变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，选项B错误；D、A为等容过程，体积不变，压强变小，由C可知，温度降低，气体分子的平均动能减小，故气体分子的速率分布曲线会发生变化，选项C错误；B、C为等压过程，体积增大，气体对外做功，该过程中气体的温度升高，则气体的内能增加2 kJ，气体从外界吸收的热量为7 kJ，气体对外界做功为5 kJ，故选项D正确12(2019广东湛江调研)一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系如图所示，气体在状态A时的压强pAp0，线段AB与V轴平行，线段AC与T轴平行，BC的延长线过原点求：(1)气体在状态B时的压强pB；(2)若
12、气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10 J，该过程中气体吸收的热量为多少；(3)气体在状态C时的压强pC和温度TC解析(1)由A到B是等温变化，根据玻意耳定律pAVApBVB，解得pBp0.(2)由A到B是等温变化，气体的内能不变，即U0，对外界做的功为10 J，即W10 J，由热力学第一定律可知UWQ，解得QW10 J.(3)由B到C是等压变化，根据盖吕萨克定律可得，解得TC，由A到C是等容变化，根据查理定律可得，解得pCp0.答案(1)p0(2)10 J(3)p013一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置活塞的质量m20 kg，横截面积S100 cm2，活塞可
13、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.外界气温为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，已知g10 m/s2，求：(1)此时气体的温度为多少？(2)在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