- 分子动理论:内能
- 共5581题
有3Kg的煤完全燃烧后放出的热量是多少?(煤的热值是3.0×107J/Kg)
正确答案
解:Q放=mq=3kg×3.0×107J/kg=9×107J.
答:完全燃烧4kg的焦碳能够放出的热量是9×107J.
解析
解:Q放=mq=3kg×3.0×107J/kg=9×107J.
答:完全燃烧4kg的焦碳能够放出的热量是9×107J.
如图所示,内壁光滑的气缸水平放置.一定质量的理想气体被密封在气缸内,外界大气压强为p0.现对气缸缓慢加热,气体吸收热量Q后,体积由V1增大为V2.则在此过程中,气体分子平均动能______(选增“增大”、“不变”或“减小”),气体内能变化了______.
正确答案
解:现对气缸缓慢加热,温度升高,气体分子平均动能增大,活塞缓慢上升,视为等压过程,则气体对活塞做功为:
W=F△h=p0(V2-V1)
根据热力学定律有:△U=W+Q=Q-p0(V2-V1)
故答案为:增大,Q-p0(V2-V1)
解析
解:现对气缸缓慢加热,温度升高,气体分子平均动能增大,活塞缓慢上升,视为等压过程,则气体对活塞做功为:
W=F△h=p0(V2-V1)
根据热力学定律有:△U=W+Q=Q-p0(V2-V1)
故答案为:增大,Q-p0(V2-V1)
如图所示,是探究实验“比较不同物质的吸热能力”的实验装置.左右两图中,除杯内分别装的是质量相等的食用油和水外,其余都相同.完成该实验还需要______,在相同的加热时间内食用油和水吸收的热量是______(选填:相同的、不同的).
正确答案
解:根据Q=Cm△t,实验还需要温度计,用来测量食用油和水的温度.由于加热食用油和水时用的是相同的热源,在加热相同的时间内食用油和水吸热的热量是相同的.
故答案为:温度计;相同的.
解析
解:根据Q=Cm△t,实验还需要温度计,用来测量食用油和水的温度.由于加热食用油和水时用的是相同的热源,在加热相同的时间内食用油和水吸热的热量是相同的.
故答案为:温度计;相同的.
将质量为2.5千克的铁块放在沸水中煮一段时间后,迅速投入冷水中,最后水温升高到30℃,问铁块放出了多少热量?[c铁=0.45×103焦/千克•℃)].
正确答案
解:Q=cm△t=0.45×103×2.5×(100-30)焦=78750焦.
水吸收的热量等于铁块放出的热量,
即铁块放出的热量为78750焦.
答:铁块放出了78750焦的热量.
解析
解:Q=cm△t=0.45×103×2.5×(100-30)焦=78750焦.
水吸收的热量等于铁块放出的热量,
即铁块放出的热量为78750焦.
答:铁块放出了78750焦的热量.
(1)以下说法正确的是 (选对一个给3分,选对两个给4分,选对3个给6分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.浸润现象是表面张力作用的结果,不浸润现象不是表面张力作用的结果
B.温度越高物体分子的平均动能越大
C.热量可以自发地由低温物体传到高温物体
D.压缩气体,气体的内能不一定增加
E.气体的体积变小,其压强可能减小
(2)(9分)如图所示,在一竖直放置的圆环形管道内封闭有一定质量的理想气体。用一绝热的固定活塞C和绝热、不计质量、可自由移动的活塞A将管道内气体分隔成体积相等的两部分,A、C与圆环的圆心O等高,两部分气体的温度均为T0 =300K。现保持下部分气体的温度不变,对上部分气体缓慢加热至T=500K,求此时活塞A的位置与O点的连线跟竖直方向OB之间的夹角θ。(不计两活塞的体积)
正确答案
(1)BDE (2)
试题分析:(1)浸润和不浸润都是分子力作用的表现,当液体与固体接触时,在接触处形成一个液体薄层,这个液体薄层叫做附着层。附着层内部的分子同时受到液体分子和固体分子的吸引。当固体分子对液体分子的引力大于液体分子之间的引力时,附着层内的分子相互作用表现为斥力,液面呈现扩散的趋势,便形成了浸润现象。当固体分子对液体分子的引力小于液体分子之间的引力时,附着层内的分子相互作用表现为引力,液面呈现收缩的趋势,便形成了不浸润现象。表面张力是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力,故A错误;温度是分子平均动能的标志,分子运动越剧烈,温度越高分子平均动能越大,故B正确;根据热力学第二定律得:热量能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体,故C错误;影响内能的方式有做功和热传递,根据热力学第一定律知,当压缩气体,外界对气体做功时,若同时散热,物体的内能不一定增加,故D错误;根据理想气体状态方程,如果体积减小,由于温度变化情况不清楚,所以压强可能增大,可能减小,可能不变,故E正确.
(2)因活塞A可自由移动,所以上下两部分压强相等.设圆环管道内上下两部分气体的初始体积为,加热前后两部分气体的压强分别为
、
,上部分气体体积的增加量为
,根据理想气体的状态方程得
对上部分气体有:
因活塞A、C是绝热的,故下部分气体是等温变化,有:
联立以上两式解得:
故由几何知识可知,活塞A的位置与O点的连线和竖直方向的夹角为:.
质量为M kg的铅块固定不动,质量为m kg的铅弹以一定速度击中铅块并留在其中,它们的温度升高了12 ℃.若铅块放置在光滑的水平面上,同样用铅弹以相同的速率击中它并留在其中,它们的温度升高11 ℃,求铅块与铅弹的质量比.
正确答案
11
在第一种情况下铅弹原来所具有的动能全部转化为铅弹与铅块的内能,而使它们的温度上升了12 ℃.因此为Q1=mV02=c(M+m)×12,c表示铅的比热.
在第二种情况下,铅弹与铅块在光滑的水平面上发生完全非弹性碰撞,在碰撞过程中子弹与铅弹组成的整体动量守恒,但在碰撞过程中将损失动能,根据能量守恒定律,系统损失的动能转化为铅弹与铅块内能,使其温度升高,有mV0=(m+M)V,Q2=mV02-
(m+M)V2=
=c(M+m)×11
所以有:=
,故铅块与铅弹的质量之比为:
=11.
质量M="2" kg的木块,放在高h="0.8" m的光滑桌面上,被一个水平方向飞来的子弹打落在地面上(子弹留在木块中),落地点与桌面的水平距离s="1.6" m,子弹的质量m="10" g.若子弹射入木块时产生的热量有90%被子弹吸收,子弹的温度能升高多少?〔子弹的比热容是378 J/(kg·℃)〕
正确答案
765.7 ℃
根据平抛运动的规律:得:V=s·
=1.6×
m/s="4" m/s
根据动量守恒定律得:mv=(M+m)V
v=·s
=
×1.6×
m/s="804" m/s
由能量转化:ΔE=ηΔEk=η[mv2-
(M+m)V2]=cmΔt
子弹升高的温度为:
Δt==
℃="765.7" ℃
关于热力学温度和摄氏温度,以下说法正确的是( )
正确答案
ABD
热力学温度是国际单位制中的七个基本物理量之一,其单位“K”是国际单位制中的基本单位,故A对;热力学温度与摄氏温度的关系为T="t+273.15" K.故C错,D对;热力学温度与摄氏温度起点不同,但每一分度是相同的,所以温度升高1℃就是升高了1 K,故B正确.
关于物体的内能及分子运动的下列说法中正确的是( )
正确答案
ABD
C中物体的质量不确定,故不能比较.D中气体等压收缩,体积减小,分子密集程度大,要压强不变,则温度一定要降低,故内能就一定减少.
温度计所用工作物质的材料必须具备的条件为( )
正确答案
ABCD
从温度计测量的准确度来考虑,A、B正确.但我们通常所测的温度都是变化的,而且有些还变化非常快,从这个角度去考虑C、D也正确.故A、B、C、D都正确.
瀑布从10m高处落下,如果下落过程中减少的机械能的50%被水吸收,水的温度将升高多少?(g取10m/s2,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃))
正确答案
设瀑布中水的质量为m,根据能量守恒定律得
50%mgh=Cm△t
得△t=
代入解得△t≈0.012℃
答:水的温度将升高0.012℃.
物体内所有分子的______与______的总和,叫做物体的内能.内能大小与______有关.因分子做热运动的剧烈程度和______有关,同一物体的内能随______的升高而增加.
正确答案
内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和;
影响内能大小的因素:物体内能与温度有关,同一物体温度越高,内能越大;还与物体质量有关;
温度是分子热运动平均动能的标志,故温度越高,分子热运动的平均动能越大;
故答案为:动能,分子势能,温度、质量、状态、材料,温度,温度.
下列说法中正确的是______.(填选项前的字母)
A.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能也越来越大
B.雨水没有透过布雨伞是因为水的表面存在张力
C.晶体与非晶体的区别在于是否有规则的天然外形
D.热量不能从低温物体传给高温物体.
正确答案
A、物体分子的平均动能大小仅与物体的温度有关,是一个微观的物理量,与宏观的物理量物体运动的速度无关,故A错误.
B、由于表面张力的作用,使雨水无法透过布雨伞,故B正确,
C、晶体和非晶体的区别是否具有温度的熔点.单晶体具有规则的几何外形,而多晶体和非晶体没有规则的天然外形.故C错误.
D、热量不能自发的从低温物体传给高温物体,但在引起其它变化的情况下可以由低温物体传给高温物体,故D错误.
故B正确.
质量为0.01kg铅制的子弹,以600m/s的速度射入固定的墙壁.这个过程中,子弹损失的动能有30%转化为子弹的内能.铅的比热容为13×102J/(kg•℃).求子弹的温度将升高多少℃.
正确答案
子弹损失的动能△Ek=mv2=1800J
子弹产生的内能Q=30%×△Ek=540J
由Q=cm△t得
△t==415℃
答:子弹温度的升高415℃.
(1)以下说法正确的是 .
(2)某热机在工作中从高温热库吸收了8×106 kJ的热量,同时有2×106 kJ的热量排放给了低温热 库(冷凝器或大气),则在工作中该热机对外做了 kJ的功,热机的效率 %.
(3)实验室内,某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内(活塞与气缸壁之间无摩擦),活塞的质量为m,气缸内部的横截面积为S.用滴管将水缓慢滴注在活塞上,最终水层的高度为h,如图所示.在此过程中,若大气压强恒为p0,室内的温度不变,水的密度为,重力加速度为g,则:
①图示状态气缸内气体的压强为 ;
②以下图象中能反映密闭气体状态变化过程的是 .
正确答案
(1)AC (2)6×106,75 (3)① ②A
略
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