1、专题专题 92气体状态变化和热力学定律气体状态变化和热力学定律 12021江南十校联考(多选)对分子动理论的认识，下列说法正确的有() A布朗运动就是液体分子的无规则热运动 B摩尔数相同且视为理想气体的氧气和氦气，如果升高相同的温度，内能增加量相同 C当一个物体加速运动时，其内能不一定增加 D随着高科技的发展，第二类永动机可能被发明，因为这不违背能的转化及守恒定律 E当两个分子间的分子力减小时，分子势能可能减少也可能增加 22021唐山模拟(多选)缸内封闭着一定质量的理想气体，以下说法正确的是() A外界向气体发生热传递，气体的内能一定增加 B不可能把热从低温气体传到高温气体而不产生其他影响
2、C.如果保持气体温度不变，当压强增大时，气体的密度一定增大 D若气体体积不变，温度升高，单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子数增多 E该气缸做加速运动时，气缸内气体温度一定升高 32021绵阳月考(多选)关于热力学知识，下列说法正确的是() A无论用什么方式都不可能使热量从低温物体向高温物体传递 B一定质量的理想气体做绝热膨胀，则气体的内能减少 C温度降低，物体内所有分子运动速率一定减小 D扩散现象是分子热运动的表现 E气体对容器的压强是由大量分子对容器不断碰撞而产生的 42021江西重点中学摸底(多选)下列有关自然现象说法正确的是() A荷叶上的露珠几乎呈球形是由于表面张力的作用 B温度相同
3、的氢气和氧气，它们分子的平均速率不同 C空气泡从恒温水中升起，应该放出热量 D空调制冷说明热量可以自发地由低温物体传向高温物体 E由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体 52021石家庄质检(多选)下列说法正确的是() A第二类永动机违反了热力学第二定律，但不违反能量守恒定律 B被踩扁的乒乓球(表面没有开裂)放在热水里浸泡，恢复原状的过程中，球内气体对外 做正功的同时会从外界吸收热量 C由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以 液体表面具有收缩的趋势 D两个分子间分子势能减小的过程中，两分子间的相互作用力可能减小 E布朗运动是指在显
4、微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动 62021深圳市调研(多选)下列说法中正确的是() A液晶具有流动性，其光学性质表现为各向异性 B太空舱中的液滴呈球状是由于完全失重情况下液体表面张力的作用 C用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力 D第二类永动机是不可能制造出来的，因为它违反了能量守恒定律 E在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体 72021武汉市调研(多选)关于热现象，下列说法正确的是() A在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子的直径(也就是单层油酸分子组 成的油膜的厚度)等于一小滴溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比
5、 B两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，它们都随距离的增大而减小，当两个分 子的距离为 r0时，引力与斥力大小相等，分子势能最小 C物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是从各向异性或各向同性来判断 D如果用 Q 表示物体吸收的能量，用 W 表示物体对外界所做的功，U 表示物体内能 的增加，那么热力学第一定律可以表达为 QUW E如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，这样的热机的效率可以达到 100% 82021大连测试(多选)下面说法中正确的是() A悬浮在液体中的颗粒越大，受周围液体分子撞击的机会越多，布朗运动越明显 B热量、功和内能三者的单位相同，所以它们的物理意义也相同 C封
6、闭系统中，气体的扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 D电冰箱工作时既不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律 E水的饱和汽压会随温度的升高而增大 9情境创新(多选)如图所示，一演示用的“永动机”转轮由 5 根轻杆和转轴构成，轻杆 的末端装有用形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”， 推动转轮转动离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动下列说法正确 的是() A转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 B转轮转动所需能量来自形状记忆合金从热水中吸收的热量 C转动的叶片不断搅动热水，水温升高 D叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热
7、量 E叶片在热水中吸收的热量一定大于水和转轮获得的动能 10(多选)如图，一定质量的理想气体从状态 a 开始，经历过程、到达状态 e.对此气体，下列说法正确的是() A过程中气体的压强逐渐减小 B过程中气体对外界做正功 C过程中气体从外界吸收了热量 D状态 c、d 的内能相等 E状态 d 的压强比状态 b 的压强小 112021全国甲卷(节选)如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积 温度(Vt)图上的两条直线和表示，V1和 V2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t0是它们 的延长线与横轴交点的横坐标，t0273.15；a 为直线上的一点由图可知，气体在状 态 a 和 b 的压强之比
8、pa pb_；气体在状态 b 和 c 的压强之比 pb pc_ 122021广东卷(节选)为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气 体到药瓶里后再抽取药液，如图所示某种药瓶的容积为 0.9mL，内装有 0.5mL 的药液，瓶 内气体压强为 1.0105Pa.护士把注射器内横截面积为 0.3cm2、 长度为 0.4cm、 压强为 1.0105Pa 的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的 压强 13. 2021甘肃河西五市联考一个水平放置的气缸，由两个截面积不同的圆筒连接而成活 塞 A、B 用一长为 4L 的刚性细杆连接，L0.5m，它们可
9、以在筒内无摩擦地左右滑动A、B 的截面积分别为 SA40cm2，SB20cm2，A、B 之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞外侧 (A 的左方和 B 的右方)是压强为 p01.0105Pa 的大气当气缸内气体温度为 T1525K 时两 活塞静止于如图所示的位置 ()现使气缸内气体的温度缓慢下降， 当温度降为多少时活塞 A 恰好移到两圆筒连接处？ ()若在此变化过程中气体共向外放热 500J，求气体的内能变化了多少？ 14. 2021昆明摸底一定质量的理想气体， 状态从 ABCA 的变化过程可用如图所示的 p V 图线描述，气体在状态 C 时温度为 TC300K，求： ()气体在状态 A 时的温
10、度 TA，并判断 A、B 状态温度的高低； ()若气体在 AB 过程中吸热 500J， 则在 AB 过程中气体内能如何变化？变化了多少？ 152021湖南卷(节选)小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图 所示导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量 m1600g、截面积 S20cm2的活塞封闭一 定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦一轻质直杆中心置于固定支点 A 上，左端用不 可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量 m21200g 的铁块，并将铁 块放置到电子天平上当电子天平示数为 600.0g 时，测得环境温度 T1300K设外界大气压 强 p01.010
11、5Pa，重力加速度 g10m/s2. ()当电子天平示数为 400.0g 时，环境温度 T2为多少？ ()该装置可测量的最高环境温度 Tmax为多少？ 专题专题 92气体状态变化和热力学定律气体状态变化和热力学定律 1BCE布朗运动指悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动，A 错误；第二类永动机违 反热力学第二定律，故第二类永动机不能制成，D 错误；故选 BCE. 2BCD由热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，A 错误； 由热力学第二定律可知，不可能把热从低温气体传到高温气体而不产生其他影响，B 正确；由 理想气体状态方程pV T C 可知，当气体保持温度不变时，增大压强时，
12、气体体积减小，则气 体密度一定增大，C 正确；气体体积不变，单位体积内分子数不变，当温度升高时，分子平均 动能增大，因此单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子数增多，D 正确；气缸做加速运动 时，如果同时发生热传递，气缸内气体温度不一定升高，E 错误 3BDE4.ABE5.ABD6.ABE7.ABD 8CDE悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越不明显，A 错误；热量、功和内能三者 的单位虽然相同，但它们的物理意义不相同，B 错误；由热力学第二定律知封闭系统中，气体 的扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行， C 正确； 电冰箱工作时既不违反热 力学第一定律，也不违反热力学第二定律，D
13、正确；水的饱和汽压会随温度的升高而增大，E 正确 9BDE转轮转动的过程中克服摩擦力做功，转轮的速度越来越小，所以要维持转轮转 动需要外力做功，故 A 错误；要维持转轮转动需要外力做功，转轮转动所需能量不能由转轮 自己提供，是从热水中吸收的热量，故 B 正确；转动的叶片不断搅动热水的过程是水对转轮 做功的过程，同时水会向四周放出热量，根据热力学第一定律可知水的内能减小，故水温降 低，故 C 错误；根据热力学第二定律，物体不可能从单一热源吸收热量全部用来对外做功而 不引起其他变化，故叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量，也一定大于水 和转轮获得的动能，故 DE 正确 10BDE过程是
14、等容升温过程，由pa Ta pb Tb，可知压强逐渐增大，A 错误；过程中气 体膨胀，故气体对外界做功，B 正确；过程为等容降温过程，气体向外放出热量，C 项错误； 一定质量的理想气体的内能只与温度有关，所以状态 c、d 的内能相等，D 正确；由理想气体 状态方程pV T C 得 pCT V，由题图可知 Tb Vb Td Vd，则 p bpd，E 正确 111 V2 V1 解析：由图像可得 Va （273.15ta）K Vb （273.15t1）K，图中两直线和表明气体发生 等压变化，即状态 a 和状态 b 压强相等，即pa pb1；由玻意耳定律可知，在纵轴与两直线交点 所对应状态下(温度相同
15、)，有 pbV1pcV2，即pb pc V2 V1. 121.3105Pa 解析：未向药瓶内注入气体前，药瓶内气体的压强 p11.0105Pa， 体积 V10.4mL， 注射器内气体的压强 p01.0105Pa，体积 V00.30.4mL0.12mL， 将注射器内气体注入药瓶后，药瓶内气体的体积 V2V10.4mL，设压强为 p2， 根据玻意耳定律有 p1V1p0V0p2V2，解得 p21.3105Pa. 13()300K()减少 200J 解析：()活塞向右缓慢移动过程中，气体发生等压变化 由盖吕萨克定律有3LSALSB T1 4LSB T2 代入数值得 T2300K 时活塞 A 恰好移到两
16、筒连接处 ()活塞向右移动过程中，外界对气体做功 Wp03L(SASB)110530.5(410 32103)J300J 由热力学第一定律得UWQ300J500J200J 即气体的内能减少 200J 14()TBTA()增加U200J 解析：()从 A 到 C，根据理想气体的状态方程可知pCVC TC pAVA TA 解得 TA300K pCVC TC pBVB TB 解得 TB600K TBTA ()气体从 A 到 B 过程压强不变 WpV 由热力学第一定律得 UQW 解得U200J 15()297K()309K 解析：()整个系统处于平衡状态，汽缸内的气体发生等容变化，当电子天平的示数为
17、600.0g 时， 细绳对铁块的拉力大小 F1m2g6N， 根据牛顿第三定律可知右端细绳对轻杆的拉 力大小为 F1，对轻杆根据平衡条件可得左端细绳对轻杆的拉力大小也为 F1，根据牛顿第三定 律可知左端细绳对活塞向上的拉力大小为 F1， 对活塞根据平衡条件有 F1p1Sp0Sm1g，解得 p1p0， 当电子天平的示数为 400.0g 时，右端细绳对铁块的拉力大小 F2m2g4N， 同理，对活塞有 F2p2Sp0Sm1g，解得 p20.99105Pa， 由查理定律得p1 T1 p2 T2，解得 T 2297K. ()分析可知，气体的温度越高绳的张力越小，当绳中的张力为零时，系统的温度最高， 此时对活塞有 p3Sp0Sm1g，解得 p31.03105Pa， 由查理定律得p1 T1 p3 Tmax，解得最高温度 T max309K
