- 热力学第一定律
- 共1851题
一定质量的理想气体压强p与热力学温度T的关系图象如图，AB、BC分别与p轴、T轴平行，气体在状态A时体积为V0，则在状态C时的体积为 ；从状态A经状态B变化到状态C的过程中，气体对外界做功为W，内能增加了ΔU，则此过程中该气体吸收的热量为 。
正确答案
V0，W＋ΔU
试题分析：根据理想气体状态方程可知，一定质量的理想气体在由状态A变化至状态C的过程中有：
根据热力学第一定律有：ΔU＝Q＋(－W)
该气体在从状态A经状态B变化到状态C的过程中，吸收的热量为：Q＝W＋ΔU
（10分）如图所示，一个绝热的气缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将气缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体 A 和 B。活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时，活塞上升了h，此时气体的温度为T1。已知大气压强为P0，重力加速度为g。
①加热过程中，若A气体内能增加了
②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T2。求此时添加砂粒的总质量
正确答案
试题分析：①气体对外做功B气体对外做功
由热力学第一定律得 
解得
②B气体的初状态
B气体末状态
由气态方程
解得
[物理--选修3-3]
（1）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是______
A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B．若气体从外界吸收了热量，其内能一定增加
C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也不一定增大
D．若气体内能增加了，则气体一定从外界吸收了热量
E．若气体从外界吸收了热量，其温度也不一定升高
（2）如图为一注射器，针筒上所标刻度是注射器的容积，最大刻度Vm=20ml，其活塞的横截面积为2cm2．先将注射器活塞移到刻度V1=18mL的位置，然后用橡胶帽密封住注射器的针孔．已知环境温度t1=27℃，大气压p0=1.0×105Pa，为使活塞移到最大刻度处，试问（活塞质量及活塞与针筒内壁间的摩擦均忽略不计．）
（Ⅰ）若把注射器浸入水中缓慢加热，水温须升至多少℃？
（Ⅱ）若沿注射器轴线用力向外缓慢拉活塞，拉力须达到多大？
正确答案
（1）A、由公式
B、改变内能的方式有做功和热传递，若气体从外界吸收了热量，同时对外做功，其内能不一定增加，B错误；
C、由公式
D、改变内能的方式有做功和热传递，若气体内能增加了，则气体不一定从外界吸收了热量，D错误；
E、改变内能的方式有做功和热传递，若气体从外界吸收了热量同时对外做功，其温度也不一定升高，E正确；
故选：ACE
（2）设水温度升至T时，活塞移动到最大刻度处，则：
将T1=t1+273=300K代入，解得：T=333K，t=T-273=60°
设拉力为F时，活塞移动到最大刻度处，此时气体压强为P，则：P0V1=PVm
解得：P=9×104Pa
由活塞平衡条件得：F=（P0-P）S=2N
答：（Ⅰ）若把注射器浸入水中缓慢加热，水温须升至60℃；（Ⅱ）若沿注射器轴线用力向外缓慢拉活塞，拉力须达到2N．
如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体．p0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U＝αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：
①气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；
②在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.
正确答案
(2)①
试题分析：①在气体由压强p＝1.2p0下降到p0的过程中，气体体积不变，温度由T＝2.4T0变为T1.由查理定律得
在气体温度由T1变为T0的过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变．由盖·吕萨克定律得
V1＝
②在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W＝p0(V－V1)④
在这一过程中，气体内能的减少为ΔU＝α(T1－T0)⑤
由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为Q＝W＋ΔU⑥
由②③④⑤⑥式得Q＝
某体育馆内有一恒温游泳池，水温等于室温，现有一个气泡从水池底部缓缓上升.那么在上升过程中，泡内气体（可视为理想气体）（ ）
正确答案
ACD
气泡处在恒温的水池中，可认为温度不变，故平均动能不变，选项B错.气泡从水池底部缓缓上升的过程中，其压强在不断减小，由气体压强的微观解释可知，体积必在增大，对外做功，而温度不变，对理想气体而言，其内能不变，由热力学第一定律知，气体必不断从外部环境中吸热，故选项A、C、D正确.
一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时，内能增加120 J．当气体从状态B经过程II回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，则II过程中气体 (填“吸热”缄“放热”)，热量为 J
正确答案
放热； 320
试题分析：理想气体得内能只与温度有关，由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，内能增加120J，说明气体温度升高；则气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，温度降低，气体放热，且内能减小120J；由热力学第一定律得：△U=W+Q，得放出热量为：Q=△U-W=-120-200J=-320J，负号说明放热；
如图所示，一个活塞将绝热容器分成A、B；两部分．用控制闩K固定活塞．保持A体积不变．给电热丝通电．则此过程中气体A的内能 ．温度 ；拔出控制闩K．活塞将向右移动压缩气体B．则气体B的内能 。
正确答案
增加 升高 增加
试题分析：A部分气体体积不变，没有做功，但是电热丝通电发热，气体温度升高，气体内能不考虑分子势能，温度升高，平均动能增大所以内能增大。拔出控制闩K．活塞将向右移动压缩气体B，外界对B做功，B的内能增大。
(6分)在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24 kJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5 kJ的热量。在上述两个过程中，空气的内能共减小________ kJ，空气________(选填“吸收”或“放出”)的总热量为________kJ。
正确答案
5 放出 29
试题分析：根据热力学第一定律
如图，活塞将一定质量的理想气体封闭于导热汽缸中，活塞可沿气缸内壁无摩擦滑动。通过加热使气体温度从T1升高到T2，此过程中气体吸热12J，气体膨胀对外做功8J，则气体的内能增加了 J；若将活塞固定，仍使气体温度从T1升高到T2，则气体吸收的热量为 J．
正确答案
4J；4J
试题分析：根据
若一个空的教室地面面积为15 m2，高3 m，该房间空气温度为27℃．（已知大气压P=l×105Pa）
①则该房间的空气在标准状况下占的体积V=?
②设想该房间的空气从27℃等压降温到0℃，由W=p0△V计算外界对这些空气做的功为多少?若同时这些空气放出热量5×105J，求这些空气的内能变化了多少?
正确答案
①41 m3.②内能减少了1×105 J.
试题分析：
①该房间的体积V1＝15×3 m3＝45 m3，T1＝27＋273＝300 K，标准状况下T＝273 K，
由
解出V＝41 m3.
②外界对这些空气做功
W＝p0ΔV＝P0(V1－V)＝4×105 J，
热量Q＝－5×105 J，由ΔU＝Q＋W，故ΔU＝4×105 J－5×105 J＝－1×105 J，
ΔU为负，表示内能减少了1×105 J.
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