- 热力学第一定律
- 共1851题
如图示,两个完全相同的金属导热气缸,用活塞封闭完全相同的气体,分别经历两个过程:Ⅰ过程,缓慢压缩,使其体积减至末状态;Ⅱ过程,迅速压缩,使其体积减至末状态.关于这两个过程及其末状态,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:Ⅱ过程迅速的压缩气体,此时作用于活塞的外力要大于封闭气体的压力,Ⅰ过程是缓慢的压缩气体,此时外力等于封闭气体的压力,又由于最后两个过程中气体初态和末态的体积相同,所以外力的位移的大小相同,但是Ⅱ过程中的外力大,所以Ⅱ过程中对气体做的功多;
迅速压活塞时,气体向外放出的热量小于缓慢向下压活塞时放出的热量,由热力学第一定律可知,Ⅱ过程缸内气体末态内能大于Ⅰ过程中气体末态的内能;
故选:B.
某同学从冰箱冷冻室中取出经较长时间冷冻的空烧瓶后,迅速把一个气球紧密地套在瓶口上,并将烧瓶放进盛有热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图所示.烧瓶和气球里的气体内能______(选填“增大”、“不变”或“减小”),外界对气体______(选填“做正功”、“做负功”或“不做功”)
正确答案
解析
解:由于热水的温度较高,将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球吸收了热水的热量,温度升高,内能增大,体积增大,逐渐膨胀起来对外做功.
故答案为:增大、做负功
固定的气缸内由活塞B封闭着一定量的气体,在通常的情况下,这些气体分子之间的相互作用力可以忽略.在外力F作用下,将活塞B缓慢地向右拉动,如图所示.在拉动活塞的过程中,假设气缸壁的导热性能很好,环境的温度保持不变,关于气缸内的气体的下列论述,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、C、气体体积变大,故气体对外做功;又气缸壁的导热性能良好,环境的温度保持不变,故气体做等温变化,温度不变即内能不变,故A错误,B正确,C错误,
D、内能不变:即△U=0,又气体对外做功,故W<0,由热力学第一定律:△U=W+Q得:Q=-W>0;故气体从外界吸热,故D正确.
故选:BD.
物体的温度升高时,下列说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据热力学第一定律△U=Q+W,外界对物体做功,W为正,物体不吸收热,则内能也增加,温度升高.故A错误.
B、根据热力学第一定律△U=Q+W,吸收热量,Q为正,外界不对物体做了功,内能也增加,温度升高.故B错误.
C、分子的平均动能只与温有关,温越高,分子的平均动能越大,故C正确.
D、分子势能随分子间距离的增大,与温度无关,故D错误.
故选:C.
下列说法正确的是______.(填选项前的字母)
A.温度低的物体内能小
B.温度低的物体分子运动的平均速率小
C.不可能从单一热源吸取热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化
D.甲、乙两分子,甲固定,乙从距离甲大于r0(10-10m)以速度v向甲运动,在接近甲过程一直做加速运动.
正确答案
解析
解:
A、物体的内能与物体的温度和体积都有关,温度低的物体内能不一定小.故A错误.
B、温度是分子平均动能的标志,温度低的物体分子运动的平均动能一定小,但平均速率不一定小.故B错误.
C、根据热力学第二定律可知:可能从单一热源吸取热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化.故C正确.
D、甲、乙两分子,甲固定,乙从距离甲大于r0(10-10m)以速度v向甲运动时,由于r大于r0时分子力为引力,r小于r0时分子力为斥力,则在接近甲过程中乙先受到甲的引力,后受到甲的斥力,所以乙先做加速运动,后做减速运动.故D错误.
故选C
一定量的气体对外做了2×105J的功,内能减少了1.2×105J,则气体______(选填“吸收”或“放出”)的热量为______J.
正确答案
吸收
0.8×105
解析
解:由热力学第一定律△U=W+Q得:
Q=△U-W=-1.2×105J-(-2.0×105J)=0.8×105J,
则气体向外吸收0.8×105J的热量;
故答案为:吸收,0.8×105
下列关于热现象,下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据热力学第二定律可知,热量不能自发的从低温物体传递到高温物体,故A错误;
B、热量可以自发的从高温传递到低温物体,而不引起其它变化,故B正确;
C、根据热力学第二定律可知,热机的效率不可能达到100%,故C正确;
D、根据热力学第二定律可知机械能可以全部转化为内能,但是内能不可能全部转化为机械能,而不引起其它变化,故D正确.
本题选错误的,故选A.
对于一定质量的某种理想气体,如果与外界没有热交换,有( )
正确答案
解析
解:若气体分子的平均动能增大,则温度一定升高,内能增加,据△U=W+Q,由于△U>0,Q=0,故W>0,则气体被压缩,据,由于T2>T1,V2<V1,则p2>p1,即压强一定增大,A正确B错误;
若气体分子的平均距离增大,则气体体积变大,气体对外做功W<0,据W+Q=△U,由于Q=0,则△U<0,内能减小,温度降低,气体分子的平均动能一定减小,故D正确C错误.
故选AD
一定质量的理想气体,在保持温度不变的情况下,如果增大气体体积,气体压强将如何变化?请你从分子动理论的观点加以解释.如果在此过程中气体对外界做了900J的功,则此过程中气体是放出热量还是吸收热量?放出或吸收多少热量?(简要说明理由)
正确答案
解析
解:气体的压强与分子热运动的平均动能和单位体积内的分子数有关.而分子的平均动能与温度有关.温度不变,分子热运动的平均动能不变,则增大气体体积时,单位体积内分子数减小,气体的压强减小.
在此过程中气体对外界做了900J的功,W=-900J,内能不变,△U=0,根据热力学第一定律△U=Q+W得
Q=900J
即在此过程中气体是吸收热量900J.
答:在此过程中气体是吸收热量900J.
如图所示,一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体,活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且缸壁是导热的.开始活塞被固定,打开固定螺栓K,活塞下落,经过足够长时间后,活塞停在B点,已知AB=h,大气压强为p0,重力加速度为g.
(1)求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强;
(2)设周围环境温度保持不变,求整个过程中通过缸壁传递的热量Q(一定量理想气体的内能仅由温度决定).
正确答案
解析
解:(1)设封闭气体的压强为p,活塞受力平衡:
P0S+mg=PS
解得
(2)由于气体的温度不变,则内能的变化△E=0
由热力学第一定律△E=W+Q
可得放热:Q=(P0S+mg)h
答:(1)封闭气体的压强
(2)整个过程中通过缸壁传递的热量Q=(P0S+mg)h
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