1、【 精品教育资源文库 】 课时分层集训 (三十七 ) 热力学定律与能量守恒定律 (限时： 40 分钟 ) 对热力学第一定律、第二定律的理解 1 (2018 杭州模拟 )关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是 ( ) A一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能增大 B热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成 C气体向真空的自由膨胀是不可逆的 D热力学第二定律可描述为 “ 不可能使热量由低温物体传递到高温物体 ” E 1 kg 的 0 的冰比 1 kg 的 0 的水的内能小些 BCE 一定质量的理想气体经历一缓慢的 绝热膨胀过程，则 Q 0， W 0，根据 U
2、W Q 可知，气体的内能减小，选项 A 错误；热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，选项 B 正确；热力学第二定律表明：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，选项 C 正确；热力学第二定律可描述为 “ 不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化 ” ，选项 D 错误； 1 kg的 0 的冰变成 1 kg 的 0 的水要吸收热量，所以选项 E 正确 2对于一定量的理想气体，下列说法正确的是 ( ) 【导学号： 84370515】 A当气体温度变化时，气 体内能一定变化 B若气体的内能不变，其状态也一定不变 C若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
3、D若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大 E气体温度每升高 1 K 所吸收的热量与气体经历的过程有关 ACE 理想气体的内能只由温度决定，当气体温度变化时，气体内能一定变化，选项 A 正确；若气体的内能不变，则气体的温度不变，气体的压强与体积可能发生变化，气体的状态可能变化，选项 B 错误；由理想气体状态方程 pVT C 可知，如果气体的压强和体积都不变时，则温度也不变，而理想气体的 内能只由温度决定，所以内能也不改变，选项 C 正确；如果气体的温度升高，同时体积增大，其压强可能增大、不变或减小，选项 D 错误；气体温度升高 1 K 代表增加一定量内能，由热力学第一定律 U W Q
4、知，热量 Q 与 W 有关，选项 E 正确 3 (2017 全国 卷 )如图 1337 所示，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 ( ) 【 精品教育资源文库 】 图 1337 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 ABD ab 过程是等容变化， ab 过程压强增大，温度升高，气体内能增大，选项 A正确；而由于体积不变，气体对外界不做
5、功，选项 C 错误 ca 过程是等压变化，体积减小，外界对气体做功，选项 B 正确；体积减小过程中，温度降低，内能减小，气体要放出热量，选项 E 错误 bc 过程是等温变化，内能不变，体积增大，气体对外界做功，则需要吸收热量，选项 D 正确 4一定量的理想气体从状态 a 开始，经历三个过程 ab、 bc、 ca 回到原状态，其 pT 图象如图 1338 所示下列判断正确的是 ( ) 图 1338 A过程 ab 中气体一定吸热 B过程 bc 中气体既不吸热也不放热 C过程 ca 中外界对气体所做的功等于气体所放的热 D a、 b 和 c 三个状态中，状态 a 分子的平均动能最小 E b 和 c
6、两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同 ADE 由 p T 图象可知过程 ab 是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程 ab 一定吸热，选项 A 正确；过程 bc 温度不变，即内能不变，由于过程 bc 体积增大，所以气体对外做功 ，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项 B 错误；过程 ca 压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项 C 错误；温度是分子平均动能的标志，由 p T 图象可知， a 状态气体温度最低，则分子平均动能最小，选项 D 正确； b、 c
7、 两状态温度相等，分子平均动能相等，由【 精品教育资源文库 】 于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项 E 正确 热力学定律与气体实验定律的综合 5某种一定质量的理想气体从状态 a 开始，经过三个过程 ab、 bc、 ca 回 到原状态如图1339 所示，状态 a 时体积是 1 m3，压强是 1.010 5Pa，温度是 300 K，求： 图 1339 (1)气体从 c a 过程外界对气体做功多少？ (2)说明 b c 过程气体吸热小于 1.510 5 J. 解析 (1)c a 过程为等压变化 Tc 600 K Va 1 m3 Ta 300 K VcTcVaTa
8、解得 Vc 2 m3 W p V 110 5 J. (2)b c 过程为等温变化 W 12(2 1)10 51 J 1.510 5 J W U Q W，温度不变 U 0 气体吸热 Q |W| 1.510 5 J. 答案 (1)110 5 J (2)见解析 6如图 13310 所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为 m 的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为 S.开始时气体的温度为 T0，活塞与容器底的距离为 h0.现将整个装置放在大气压恒为 p0的空气中，当气体从外界吸收热量 Q 后，活塞缓慢上升 d 后再次平衡，重力加速度为 g.求： 【 精品教育资源文库 】 图 13310 (1)外界空气的温度是多少； (2)在此过 程中的密闭气体的内能增加了多少 解析 (1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖 吕萨克定律有VV0TT0 得外界温度 T VV0T0 h0 d Sh0ST0 h0 dh0T0. (2)活塞上升过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功 W (mg p0S)d 根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能 U Q W Q (mg p0S)d. 答案 (1)h0 dh0T0 (2)Q (mg p0S)d
