- 热力学第二定律
- 共717题
根据热力学定律和分子动理论,可知理想气体在温度升高时,内能______(填:不变、增大、减小);第二类永动机不可能制成的主要原因是违背了______.
正确答案
解:温度是分子的平均动能的标志,由于气体的分子势能几乎可以忽略不计,所以一定量气体的内能由分子的平均动能决定,可知理想气体在温度升高时,内能增大;第二类永动机不可能制成的主要原因是违背了热力学第二定律.
故答案为:增大,热力学第二定律
解析
解:温度是分子的平均动能的标志,由于气体的分子势能几乎可以忽略不计,所以一定量气体的内能由分子的平均动能决定,可知理想气体在温度升高时,内能增大;第二类永动机不可能制成的主要原因是违背了热力学第二定律.
故答案为:增大,热力学第二定律
(1)一定量的气体从外界吸收了4.7×105J的热量,同时气体对外做功2.5×105J,则气体的内能增加了______J.
(2)热力学第二定律有两种表述,一种是克劳修斯表述,另一种叫开尔文表述.请你写出开尔文表述:______
(3)用打气筒给自行车打气,设每打一次可打入压强为一个大气压的空气125cm3.自行车内胎的容积为2.0L,假设胎内原来没有空气,那么打了40次后胎内空气压强为多少?
(设打气过程中气体的温度不变)
正确答案
解:(1)△U=W+Q=4.7×105J-2.5×105J=2.2×105J
(2)不可能从单一热库(源)吸收热量,使之完全变成功(全部对外做功),而不产生其他影响(不引起其他变化).
(3)根据玻意耳定律得:p1V1=p2V2
p2==2.5 大气压
故答案为:2.2×105J,不可能从单一热库(源)吸收热量,使之完全变成功(全部对外做功),而不产生其他影响(不引起其他变化).2.5个大气压.
解析
解:(1)△U=W+Q=4.7×105J-2.5×105J=2.2×105J
(2)不可能从单一热库(源)吸收热量,使之完全变成功(全部对外做功),而不产生其他影响(不引起其他变化).
(3)根据玻意耳定律得:p1V1=p2V2
p2==2.5 大气压
故答案为:2.2×105J,不可能从单一热库(源)吸收热量,使之完全变成功(全部对外做功),而不产生其他影响(不引起其他变化).2.5个大气压.
热力学第二定律常见的表述有两种:第一种表述: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;第二种表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化.
图甲是根据热力学第二定律的第二种表述画出的示意图:热机从热源吸收热量,一部分用于做功,一部分会传给其周围的低温物体.请你根据第一种表述完成示意图乙.根据你的理解,热力学第二定律的实质是什么?
正确答案
解:如下图所示;
实质:一切与热现象有关的宏观过程在自发进行时都具有方向性;
或:一切与热现象有关的宏观自然过程在进行时都具有方向性;
解析
解:如下图所示;
实质:一切与热现象有关的宏观过程在自发进行时都具有方向性;
或:一切与热现象有关的宏观自然过程在进行时都具有方向性;
以下是有关热学内容的若干叙述:
A.液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的
B.熵增加原理说明一切自然过程总是活着分子热运动的无
序性增大的方向进行
C.饱和汽压随温度的升高而增大
D.物体的温度升高,表示物体中所有分子的动能都增大
E. lmol任何物质所含有的粒子数都相等
F.液体表面层中的分子间距小于液体内部分子间距
G.一定质量的氧气、在不同的温度下,分子的速率分布情况如右图所示,实线和虚线分别对应的温度为t1和t2,则由图可得:t1小于t2
H.在油膜法估测分子大小的实验中,分子直径可由1滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积求得
其中正确的是______.
正确答案
解:A、液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的,A正确;
B、熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行,B正确;
C、饱和汽压随温度的升高而增大,C正确;
D、物体的温度升高,表示物体平均分子动能增大,C错误;
E、lmol任何物质所含有的粒子数都相等,等于阿伏伽德罗常数,E正确;
F、液体表面层中的分子间距大于液体内部分子间距,F错误;
G、温度升高平均动能增大,则由图可得:t1小于t2,G正确;
H、在油膜法估测分子大小的实验中,分子直径可由1滴油酸酒精溶液中油酸的体积除以油膜面积求得,H错误;
故选ABCEG
解析
解:A、液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的,A正确;
B、熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行,B正确;
C、饱和汽压随温度的升高而增大,C正确;
D、物体的温度升高,表示物体平均分子动能增大,C错误;
E、lmol任何物质所含有的粒子数都相等,等于阿伏伽德罗常数,E正确;
F、液体表面层中的分子间距大于液体内部分子间距,F错误;
G、温度升高平均动能增大,则由图可得:t1小于t2,G正确;
H、在油膜法估测分子大小的实验中,分子直径可由1滴油酸酒精溶液中油酸的体积除以油膜面积求得,H错误;
故选ABCEG
给体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃和O℃的热水和冷水(如图所示)
(1)关于温度,下列说法中正确的是______
A.温度是分子平均动能的标志,所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能大
B.温度越高,布朗运动愈显著,所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著
C.A瓶中水的内能与B瓶中水的内能一样大
D.由于AB两瓶水体积相等,所以AB两瓶中水分子间的平均距离相等
(2)若把AB两只玻璃瓶并靠在一起,则A、B瓶内水的内能都将发生改变,这种改变内能的方式叫______,而且热量只能由______瓶传到______瓶,由此可进一步认识到热力学第二定律的实质是______.
(3)已知水的分子量是18.若B瓶中水的质量为3kg,水的密度为1.0×103kg/m3,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,求B瓶中水分子个数约为多少?
正确答案
解:(1)A、温度是分子平均动能的标志,A的温度高,故A的平均动能大,故A正确.
B、布朗运动是固体颗粒的无规则运动,不是分子的运动,故B错误.
C、体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃和O℃的热水和冷水,它们的体积相等,质量近似相等,温度不同,所以内能一定不同.故C错误.
D、平均距离与温度有关,相同体积不同温度水分子的个数不同,平均距离就不同,故D错误.
故选:A
(2)若把AB两只玻璃瓶并靠在一起,则A、B瓶内水的内能都将发生改变,这种改变内能的方式叫 热传导,而且热量只能由 A瓶传到 B瓶,由此可进一步认识到热力学第二定律的实质是自然界中进行的与热现象有关的宏观过程都具有方向性.
(3)已知B瓶中水的质量为3kg,水的密度为1.0×103kg/m3,水的体积:
水的分子量是18g,一个水分子的体积:
水分子的个数:n=个
故答案为:①A.(2)热传导;A,B;自然界中进行的与热现象有关的宏观过程都具有方向性;(3)1×1026个
解析
解:(1)A、温度是分子平均动能的标志,A的温度高,故A的平均动能大,故A正确.
B、布朗运动是固体颗粒的无规则运动,不是分子的运动,故B错误.
C、体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃和O℃的热水和冷水,它们的体积相等,质量近似相等,温度不同,所以内能一定不同.故C错误.
D、平均距离与温度有关,相同体积不同温度水分子的个数不同,平均距离就不同,故D错误.
故选:A
(2)若把AB两只玻璃瓶并靠在一起,则A、B瓶内水的内能都将发生改变,这种改变内能的方式叫 热传导,而且热量只能由 A瓶传到 B瓶,由此可进一步认识到热力学第二定律的实质是自然界中进行的与热现象有关的宏观过程都具有方向性.
(3)已知B瓶中水的质量为3kg,水的密度为1.0×103kg/m3,水的体积:
水的分子量是18g,一个水分子的体积:
水分子的个数:n=个
故答案为:①A.(2)热传导;A,B;自然界中进行的与热现象有关的宏观过程都具有方向性;(3)1×1026个
正常情况下,人的体温为37℃左右,而夏天有时气温可高达40℃.当气温高于人体温度时,人体还是能将热量散发出去,保持体内温度基本恒定.这违反热力学第二定律吗?试作简单说明.
正确答案
解:不违反热力学第二定律,热量由温度较低的人体传递给温度较高的周围环境的过程并非自发进行,而是依靠汗液蒸发实现的.
答:不违反热力学第二定律,热量由温度较低的人体传递给温度较高的周围环境的过程并非自发进行,而是依靠汗液蒸发实现的.
解析
解:不违反热力学第二定律,热量由温度较低的人体传递给温度较高的周围环境的过程并非自发进行,而是依靠汗液蒸发实现的.
答:不违反热力学第二定律,热量由温度较低的人体传递给温度较高的周围环境的过程并非自发进行,而是依靠汗液蒸发实现的.
热力学第二定律有多种表述,请写出下面的两种:
①克劳修斯表述______.
②开尔文表述______.
正确答案
解:①克劳修斯表述为: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;
②开尔文表述为:不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功(全部对外做功),而不产生其他影响(不引起其他变化).
故答案为:
①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;
②不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功(全部对外做功),而不产生其他影响(不引起其他变化).
解析
解:①克劳修斯表述为: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;
②开尔文表述为:不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功(全部对外做功),而不产生其他影响(不引起其他变化).
故答案为:
①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;
②不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功(全部对外做功),而不产生其他影响(不引起其他变化).
(1)下列说法正确的是 ( ).
(2)湖水深10 m,上下水温可认为相同,在湖底形成体积为1 cm3的气泡,当气泡上升到湖面时的体积是多大(大气压强取1×105 Pa,湖水密度取1×103 kg/m3)?气泡在上升的过程中是吸热还是放热?简要说明你判断的理由.
正确答案
(1)BC (2)见解析
(1)当分子间的距离增大时,分子势能可能增大也可能减小,由晶体和非晶体的区别可知B项正确,由浸润产生的原因知C项正确,温度是分子平均动能的标志,D项错.
(2)在湖底气泡内气体的压强P1=P0+ρgh,体积为V1,到达湖面时的压强为P0,体积为V2.由玻意耳定律得
P1V1=P0V2
V2==2 cm3
气泡在上升的过程中,温度不变,内能不变,体积增大,气泡对外做功,根据热力学第一定律可知,该过程吸热.
一定质量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量,内能增加了4.2×105J。这个过程是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做了多少功?
正确答案
外界对气体做功;1.6×105J
略
如图10-4-1所示,一定质量理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时,从外界吸收热量420 J,同时膨胀对外做功300 J.当气体从状态B经过Ⅱ回到状态A时,外界压缩气体做功200 J.求此过程中气体是吸热还是放热,热量是多少.
图10-4-1
正确答案
放热 320 J
气体由状态A经过程Ⅰ、过程Ⅱ又回到状态A,初、末状态内能不变,由热力学第一定律:ΔU=W+Q,可得:0=+420-300+200+QZ
QZ="-320" J
所以第二过程中气体放热320 J.
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