1、【 精品教育资源文库 】 52 热力学定律能量守恒定律 1一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了 810 4 J 的功，气体的内能减少了1.210 5 J，则下列各式中正确的是 ( ) A W 810 4 J， U 1.210 5 J， Q 410 4 J B W 810 4 J， U 1.210 5 J， Q 210 5 J C W 810 4 J， U 1.210 5 J， Q 210 4 J D W 810 4 J， U 1.210 5 J， Q 410 4 J 答案 B 解析 因为外界对气体做功， W 取正值，即 W 810 4 J；内能减少， U 取负值，即 U 1.210 5
2、 J；根据热力学第一定律 U W Q，可知 Q U W 1.210 5 J 810 4 J 210 5 J， B 正确。 2某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么 ( ) A外界对胎内气体做功，气体内能减小 B外界对胎内气体做功，气体内能增大 C胎内气体对外界做功，内能减小 D胎内气体对外界做功，内能增大 答案 D 解析 由 pVT C 可知车胎内 气体 p、 V 增大时，车胎内气体温度升高，内能增大；车胎体积增大，气体对外做功， D 正确。 3下列说法正确的是 ( ) A科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 B分子间作
3、用力的合力表现为引力时，若分子间的距离增大，则分子间的合力一定减小，分子势能一定增大 C显微镜下观察到的布朗运动就是液体分子的无规则运动 D气体从外界吸收热量，其内能不一定增加 答案 D 解析 根据热力学第二定律，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是不可能的，故 A 错误；分子间作用力的合力表现为引力时，若分子间的距离 增大，则分子间的合力不一定减小，分子势能一定增大，故 B 错误；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故 C 错误；根据热力学第一定律，做功和热传递都可以改变物体的内能，气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，故 D 正确。 4在一锅正在
4、沸腾的水中，一个小气泡由底层缓慢地升到液面，上升过程中气泡的压强不断减小，则气泡在上浮过程中 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A内能增大 B内能减小 C外界对气泡做功 D吸收热量 答案 D 解析 在沸腾的水中，此环境下，气泡的温度恒定，则气泡的内能不变，故 A、 B 错误；根 据玻意耳定律， pV C，气泡在上升过程中，压强减小，则体积增大，即气泡对外做功，故C 错误；通过上述分析，得知气泡内能不变，且对外做功，根据 U W Q，则气泡吸收了热量，故 D 正确。 5 (多选 )关于热力学定律，下列说法正确的是 ( ) 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
5、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 答案 AC 解析 由 U W Q 可知做功和热传递是改变内能的两种途径，它们是等效的， A 正确，B 错误；由热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量，使之全部变为功，但会产生其他影响， C 正确；由热力学第二定律知，热量只是不能自发地从低温物体传向高温物体， D错误。 6 (多选 )以下哪个现象不违背热力学第二定律 ( ) A一杯热茶在打开盖后，茶会自动变凉 B没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是 100% C热量自发地从低温物体传到高温物体 D在地面上运动的物体逐渐停下来，机械能全
6、部变为内能 答案 AD 解析 热茶自动变凉是热从高温物体传递到低温物体， A 正确；任何热机效率都不可能达到 100%， B 错 误；热量不能自发地从低温物体传到高温物体， C 错误；物体因摩擦力而停下来，是机械能 (动能 )向内能的转化，是自发过程， D 正确。 【 精品教育资源文库 】 7 (2017 东北三省四市联考 )(多选 )如图所示，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 ( ) A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，温度降低
7、 D气体压强变小，温度不变 答案 BD 解析 a 内气体向真空膨胀，不对外界做功，故 A 错误；又因容器绝热 ， Q 0，由热力学第一定律知， U 0，故 B 正确；由玻意耳定律知压强减小，稀薄气体可看做理想气体，内能不变，则温度不变， C 错误， D 正确。 8一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B 再变化到状态 C，其状态变化过程的 pV图象如图所示。已知该气体在状态 A 时的温度为 27 。 (1)求该气体在状态 B、 C 时的温度； (2)该气体从状态 A 到状态 C 的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？ 答案 (1) 73 27 (2)吸收热量 200 J 解析 (1)气
8、体从状态 A 到状态 B 做等容变化，由查理定律有 pATA pBTB，解得 TB 200 K，即 tB 73 ； 气体从状态 B 到状态 C 做等压变化，由盖 吕萨克定律有 VBTB VCTC，解得 TC 300 K，即 tC 27 。 (2)因为状态 A 和状态 C 温度相等，内能不变，所以在这个过程中 U 0 由热力学第一定律 U Q W 得 Q W 在整个过程中，气体在 B 到 C 过程对外做功，故 W pB V 200 J 即 Q W 200 J，是正值，所以气体从状态 A 到状态 C 过程中是吸热，吸收的热量 Q 200 J。 【 精品教育资源文库 】 9 (2016 全国卷 )
9、(多选 )关于热力学定律，下列说法正确的是 ( ) A气体吸热后温度一定升高 B对气体做功可以改变其内能 C理想气体等压膨胀过程一定放热 D热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 E如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 答案 BDE 解析 根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高， A 错误；对气体做功可以改变其内能， B 正确；理想气体等压膨胀过程，对外做功，由理想气体 状态方程 pVT C 可知，气体温度升高，内能增大，故气体一定吸热， C 错误；根据热力学第二定律知，热量不可能自发地从低温物体传到高
10、温物体， D 正确；根据热平衡定律，如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡， E 正确。 10 (2017 江苏南通四校联考 )(多选 )一定质量的理想气体，沿箭头方向由状态 1 变化到状态 2，其中气体放出热量的变化过程是 ( ) 答案 BD 解析 A 项，由图象是双曲线知，状态 1 到状态 2 是等温变化过程，故状态 1 与状态 2温度相同 内能相同，又从状态 1 至状态 2 气体的体积增加，故气体对外做功，根据热力学第一定律知，气体从外界吸热，故 A 错误； B 项，由图象有 p1p2， V1V2，根据理想气体状态方程 p1V1T1 p2
11、V2T2知 T1T2，所以从状态 1 至状态 2，气体体积减小所以外界对气体做功，又 T1T2说明气体的内能减小，根据热力学第一定律知气体对外放热，故 B 正确； C 项，由图象知，状态 1 至状态 2，气体温度升高内能增加，气体体积增大气体对外做功，根据热力学第一定【 精品教育资源文库 】 律知，气体从外界吸收热量，故 C 错误； D 项 ，由图象知气体的体积保持不变，气体对外界不做功，从状态 2 至状态 1 气体的温度降低内能减小，根据热力学第一定律，气体对外放热，故 D 正确。 11 (2016 全国卷 ) (多选 )一定量的理想气体从状态 a 开始，经历等温或等压过程 ab、 bc、
12、 cd、 da 回到原状态，其 pT 图象如图所示，其中对角线 ac 的延长线经过原点 O。下列判断正确的是 ( ) A气体在 a、 c 两状态的体积相等 B气体在状态 a 时的内能大于它在状态 c 时的内能 C在过程 cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功 D在过程 da 中气体从外界吸收的热 量小于气体对外界做的功 E在过程 bc 中外界对气体做的功等于在过程 da 中气体对外界做的功 答案 ABE 解析 在 pT 图象中过原点的倾斜直线都是等容线， a、 c 在同一等容线上，体积相等，A 正确；一定质量的理想气体，分子数确定，不计分子势能，因此内能只与温度有关，由图象知 TaT
13、c，即气体在状态 a 时的内能大于状态 c 时的内能， B 正确；根据热力学第一定律 U W Q 可知，在 c d 中 T 不变，即 U 0，那么 W Q， 即向外界放出的热量等于外界对气体做的功， C 错误； d a 中，温度升高， U0，由 p不变、 T 升高可知 V 增大， W0， Q U |W|，可见气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功， D 错误； b c 为等压变化，有 VbTb VcTc，外界对气体做功 Wbc pc(Vb Vc) pcVcTc(Tb Tc)。d a 为等压变化，有 VdTd VaTa，气体对外界做功 Wda pa(Va Vd) paVaTa(Ta Td)，由
14、 paVaTa pcVcTc及Tb Tc Ta Td可知， Wbc Wda， E 正确。 【 精品教育资源文库 】 12. (2017 河北张家口联考 )如图所示，一直柱形导热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。已知大气压强为 p0，重力加速度为 g，不计活塞与汽缸的摩擦，活塞的质量为 m、横截面积为 S。因为电热丝的加热，某时刻气体温度为 T1，活塞与容器底部相距 h。现停止加热，气体通过汽缸缓慢放热，当气体放出热量 Q 时，气体温度下降到 T2，求该过程中： (1)活塞下降的距离； (2)气体内能的改变量。 答案 (1)T1 T2T1h (2)(p0S mg)T1 T2T1h Q 解析 (1)气体发生等压变化，有 ShT1 S h hT2， 解得 h T1 T2T1h。 (2)放热过程中，外界对气体做的功 W pS h (p
