1、【 精品教育资源文库 】 第十二章 第 3 讲 热力学定律与能量守恒定律 1 (2017 全国卷 )(多选 )如图 ， 用隔板将一绝热汽缸分成两部分 ， 隔板左侧充有理想气体 ， 隔板右侧与绝热活塞之间是真空 。 现将隔板抽开 ， 气体会自发扩散至整个汽缸 。 待气体达到稳定后 ， 缓慢推压活塞 ， 将气体压回到原来的体积 。 假设整个系统不漏气 。 下列说法正确的是 导学号 21992804 ( ABD ) A气体自发扩散前后内能相同 B气体在被压缩的过程中内能增大 C在自发扩散过程中 ， 气体对外界做功 D气体在被压缩的过程中 ， 外界对气体做功 E 气体在被压缩的过程中 ， 气体分子的
2、平均动能不变 解析 抽开隔板 ， 气体自发扩散过程中 ， 气体对外界不做功 ， 与外界没有热交换 ， 因此气体的内能不变 ， A 项正确， C 项错误；气体在被压缩的过程中，外界对气体做正功， D项正确；由于气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体在被压缩的过程中内能增大，因此气体的温度升高，气体分子的平均动能增大， B 项正确， E 项错误 。 2 (2017 全国卷 )(多选 )如图 ， 一定质量的理想气体从状态 a 出发 ， 经过等容过程ab 到达状态 b， 再经过等温过程 bc 到达状态 c， 最后经等压过程 ca 回 到状态 a。 下列说法正确的是 导学号 21992805
3、 ( ABD ) A在过程 ab 中气体的内能增加 B在过程 ca 中外界对气体做功 C在过程 ab 中气体对外界做功 D在过程 bc 中气体从外界吸收热量 E 在过程 ca 中气体从外界吸收热量 【 精品教育资源文库 】 解析 ab 过程 ， 气体压强增大 ， 体积不变 ， 则温度升高 ， 内能增加 ， A 项正确； ab过程发生等容变化 ， 气体对外界不做功 ， C 项错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定 ，bc 过程发生等温变化 ， 内能不变 ， bc 过程 ， 气体体积增大 ， 气体对外界做正功 ， 根据热力学第一定律可 知气体从外界吸热 ， D 项正确； ca 过程发生等压变化
4、 ， 气体体积减小 ， 外界对气体做正功 ， B 项正确； ca 过程 ， 气体温度降低 ， 内能减小 ， 外界对气体做正功 ， 根据热力学第一定律可知气体向外界放热 ， E 项错误 。 3 (2016 全国卷 )(多选 )关于热力学定律 ， 下列说法正确的是 导学号 21992806( BDE ) 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 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
5、增大 ， 温度不一定升高 ， 故 A 错误；对气体做功可以改变其内能 ， 故 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可知 ， 气体温度升高 ， 内能增大 ， 故气体一定吸热 ， 故 C错误；根据热力学第二定律 ， 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 ， 故 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 ， 故 E 正确 。 4 (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、 cd、 da 回到原状态 ， 其 p T 图象如图所示
6、 ， 其中对角线 ac 的延长线过原点 O。 下列判断正确的是 导学号 21992807 ( ABE ) 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 【 精品教育资源文库 】 解析 由 pVT k 可知 ， p T 图象中过原点的一条倾斜的直线是等容线 ， A 项正确；气体从状态 c 到状态 d 的过程温度不变 ， 内能不变 ， 从状态 d 到状态 a
7、的过程温度升高 ， 内能增加 ， B 项正确；由于过程 cd 中气体的内能不变 ， 根据热力学第一定律可知 ， 气体向外放出的热量等于外界对气体做的功 ， C 项错误；在过程 da 中气体内能增加 ， 气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功 ， D 项错误；过程 bc 中 ， 外界对气体做的功 Wbc pb(Vb Vc) pbVb pcVc， 过程 da 中气体对外界做的功 Wda pd(Va Vd) paVa pdVd， 由于 pbVb paVa， pcVc pdVd， 因此过程 bc 中外界对气体做的功与过程 da 中气体对外界做的功相等 ， E 项正确 。 5 (2016 全国卷 )(
8、多选 )关于气体的内能 ， 下列说法正确的是 导学号 21992808( CDE ) A质量和温度都相同的气体，内能一定相同 B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大 C气体被压缩时，内能可能不变 D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中 ， 内能一定增加 解析 温度相同的气体分子平均动能相同 ， 仅质量相同 ， 分子质量不同的气体 ， 所含分子数不同 ， 气体的动能也不同 ， 所以内能不一定相同 ， A 项错误；气体的内能与整体运动的机械能无关 ， B 项错误；理想气体等温压缩过程中 ， 其内能不变 ， C 项正确；理想气体不考虑分子间相互作用力
9、， 分子势能为零 ， 一定量的气体 ， 分子数量一定 ， 温度相同时分子平均动能相同 ， 由于内能是所有分子热运动的动能与分子势能的总和 ， 所以 D 项正确；由盖吕萨克定律可知 ， 一定量的理想气体 ， 等压膨胀过程中 ， 温度一定升高 ， 则其内能一定增加 ，E 项正确 。 6 (2016 江苏物理 )(1)在高原地区烧水需要使用高压锅 ， 水烧开后 ， 锅内水面上方充满饱和 汽 ， 停止加热 ， 高压锅在密封状态下缓慢冷却 ， 在冷却过程中 ， 锅内水蒸汽的变化情况为 _AC_。 导学号 21992809 A压强变小 B压强不变 C一直是饱和汽 D变为未饱和汽 (2)如图 1 所示 ，
10、在斯特林循环的 p V 图象中 ， 一定质量理想气体从状态 A 依次经过状态 B、 C 和 D 后再回到状态 A， 整个过程由两个等温和两个等容过程组成 ， B C 的过程中 ，单位体积中的气体分子数目 _不变 _(选填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不变 ”) ， 状态 A 和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图 2所示 ， 则状态 A对应的是 _ _(选填 “ ”或 “ ”) 。 【 精品教育资源文库 】 (3)如图 1 所示 ， 在 A B 和 D A 的过程中 ， 气体放出的热量分别为 4J 和 30J。 在 B C和 C D 的过程中 ， 气体吸收的热量分别为 2
11、0J 和 12J。 求气体完成一次循环对外界所做的功 。 答案： (3)8J 解析 (1)高压锅在密封的状态下缓慢冷却 ， 在冷却过程中气体发生等容变化 ， 温度降低 ， 压强变小 ， A 项正确， B 项错误；锅内的水蒸气始终处于饱和汽状态 ， C 项正确， D项错误 。 (2)从 B C 的过程中 ， 气体的体积不变 ， 因此单位体积中气体分子数目不变 ， 从状态 D到状态 A， 气 体的体积不变 ， 压强减小 ， 温度降低 ， 分子平均动能减小 ， 因此 A 状态对应的是 。 (3)气体完成一次循环 ， 其内能不变 ， 即 U 0 吸收的热量 Q (20 12 4 20)J 8J 由热力学第一定律 U Q W 得 ， W 8J， 则气体对外做功为 8J。
