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题型:简答题
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简答题

(1)奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成,当稳压阀打开以后,燃气以气态形式从气罐里出来,经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧.则以下说法中正确的是______

A.燃气由液态变为气态的过程中要对外做功

B.燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少

C.燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程

D.燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用

(2)如图所示,绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分,S与气缸壁的接触是光滑的.两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互作用可忽略不计.现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后,a、b各自达到新的平衡状态.试分析气体b的压强、温度、内能的变化情况.

正确答案

解析

解:(1)A、B燃气由液态变为气态的过程中体积增大,要对外做功,分子势能增大,故A正确,B错误;

C、燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程,故C正确.

D、燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量变为品质低的大气内能,能量耗散了,很难再被利用,故D错误;

故选AC

(2)气缸和隔板绝热,电热丝对气体a加热,气体a温度升高,压强增大,体积增大.气体a对气体b做功,气体b的体积减小,压强增大,温度升高,内能增大.

答:

(1)AC;

(2)气体b压强增大,温度升高,内能增大.

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题型: 单选题
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单选题

如图是右端开口的圆筒形容器封闭一定质量的理想气体,容器绝热,灰色活塞可以自由滑动,当活塞在外力作用下由M位置移动的M′位置的过程中,下列说法正确的是(  )

A气体温度不变

B气体内能不变

C气体压强减小

D气体平均动能增大

正确答案

D

解析

解:A、外界对气体做功,绝热压缩,故内能增大,温度升高,故分子热运动的平均动能增大,故AB错误D正确;

C、气体绝热压缩,温度升高,分子热运动的平均动能增大,分子数密度也增大,故气体压强一定增大,故C错误;

故选:D

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题型:简答题
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简答题

一定质量的某种理想气体的体积V与热力学温度T的关系图象如图所示,气体在状态A 时压强p0=1.0×105Pa、体积V0=800cm3,线段AB与V轴平行,BC延长线过坐标原点O.

①求该气体状态B时的压强;

②已知该气体从状态B变化到状态C过程中,向外界放热60J,求该过程中气体内能的变化量.

正确答案

解析

解:①A到B是等温变化,压强和体积成反比,根据玻意耳定律有:

AA=BB

解得:B=5×104 Pa

②状态至状态过程是等压压缩过程,外界对气体做功:

W=B=40J

根据热力学第一定律有:

△U=W+Q=40J+(-60J)=-20J,即内能减小20J.

答:①该气体状态B时的压强5×104 Pa;

②该过程中气体内能减小20J.

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题型: 单选题
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单选题

一定质量的理想气体,在某一状态变化过程中,气体对外界做功8J,气体内能减少12J,则在该过程中(  )

A气体吸热4J

B气体放热4J

C气体吸热20J

D气体放热20J

正确答案

B

解析

解:由热力学第一定律可得:Q=△U-W=-12+8=-4J,气体向外放出的热量为4J;

故选:B.

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题型: 单选题
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单选题

下列说法正确的是(  )

A物体放出热量,其内能一定减小

B物体对外做功,其内能一定减小

C物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加

D物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变

正确答案

C

解析

解:A、物体放出热量,若外界对物体做更多的功大于放出的热量,内能可能增加,故A错误;

B、物体对外做功,如同时从外界吸收的热量大于做功的数值,则内能增加,故B错误;

C、物体吸收热量,同时对外做功W,如二者相等,则内能可能不变,若Q>W,则内能增加,若W>Q,则内能减少,故C正确;

D、物体放出热量,Q<0,同时对外做功,W<0,则△U<0,故内能一定减少,故D错误.

故选:C.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,A、B两点表示一定质量的某种气体的两个状态.气体自状态A变化到状态B的过程中(  )

A气体吸热,同时对外界做功

B气体吸热,同时外界对气体做功

C气体放热,同时对外界做功

D气体放热,同时外界对气体做功

正确答案

A

解析

解:根据理想气体状态方程=C(常数),得:P=T,斜率越大体积越小.所以图象中A的体积小于B的体积,所以气体自状态A变化到状态B的过程中,气体对外做正功,根据热力学第一定律:△U=W+Q,气体体积增大,所以气体对外做正功,W为负值,从图中看出气体温度升高,即△U为正数,所以Q必须为正数,即气体必须从外界吸热.

故选:A

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题型: 单选题
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单选题

关于一定质量气体的状态变化(气体分子间的作用力忽略不计),以下过程可能实现的是(  )

A绝热气缸内的气体被压缩,内能保持不变

B气体等温膨胀的过程中,压强保持不变

C气体温度升高而保持体积不变

D气体的压强增大,体积不变,且内能保持不变

正确答案

C

解析

解:A、绝热气缸内的气体被压缩,外界对气体做功,由热力学第一定律△U=W+Q,分析得知内能一定增加.故A错误.

B、气体等温膨胀的过程中,由=c知,压强应减小.故B错误.

C、气体温度升高,体积不变,气体发生等压变化是可能实现的.故C正确.

D、气体的压强增大,体积不变,由=c知,温度升高,内能必定增大.故D错误.

故选C

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题型:简答题
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简答题

在一个恒定标准大气压p=1.0×105Pa下,水在沸腾时,1g水由液态变成同温度的气态,其体积由1cm3变为1 701cm3.已知水的汽化热为L=2 264J/g,则体积膨胀时气体对外做的功为______;气体吸收的热量为______

正确答案

解析

解:已知水的汽化热为L=2264J/g.1g的水由液态变成同温度的气态,则气体吸收的热量是2264J.

在一个恒定标准大气压P=1.0×105 Pa下,其体积由1.0cm3变为1701cm3

所以体积膨胀时气体对外做的功为W=P0△V=1.0×105×(1701-1)×10-6J=170J

故答案为:170J,2264J.

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题型:简答题
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简答题

模块3-3试题

(1)有以下说法:

A.气体的温度越高,分子的平均动能越大

B.即使气体的温度很高,仍有一些分子的运动速度是非常小的

C.对物体做功不可能使物体的温度升高

D.如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计,则气体的内能只与温度有关

E.一由不导热的器壁做成的容器,被不导热的隔板分成甲、乙两室.甲室中装有一定质量的温度为T的气体,乙室为真空,如图1所示.提起隔板,让甲室中的气体进入乙室,若甲室中气体的内能只与温度有关,则提起隔板后当气体重新达到平衡时,其温度仍为T

F.空调机作为制冷机使用时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的.

G.对于一定量的气体,当其温度降低时,速度大的分子数目减少,速率小的分子数目增加

H.从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的

其中正确的是______

(2)如图2,在大气中有一水平放置的固定圆筒,它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成的,各部分的横截面积分别为2S、和S.已知大气压强为po,温度为To.两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连,把温度为To的空气密封在两活塞之间,此时两活塞的位置如图所示.现对被密封的气体加热,使其温度缓慢上长升到T.若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略,此时两活塞之间气体的压强可能为多少?

正确答案

解析

解:A、温度是分子平均动能的宏观体现,温度越高,分子的平均动能越大.与分子的质量无关.所以A正确.

B、分子的平均动能是一个统计规律,并不是所有的分子的速度,所以温度高的物体也有大量的分子速度比较小,而温度低的物体也有大量的分子速度比较大.所以B也正确.

C、改变内能的两种方式是做功和热传递,所以C错误.

D、气体的内能除分子势能、分子平均动能有关外,还与气体的质量有关.对于气体分子间作用力可以忽略时,气体的内能只由温度和质量决定.分子越多,总的能量越大.所以D错误.

E、因为在去除隔板时,气体没有对外做功,能量不变.(没有受力物体,虽然有位移,但也不做功).所以E正确.

F、所有的机器工作都要遵从热力学第一定律和第二定律,因为这时对外界产生了影响.所以F错误.

G、气体分子地速度指的是平均速度,温度越低,平均速度越低,速度大的分子数目减少,速度小的分子数目增加.所以G正确.

H、热力学第二定律有内容是不可能从单一热源吸收热量全部用来做功而对外界没有影响.所以可以从单一热源吸收热量全部用来对外界做功,但此时对外界产生了影响.所以H错误.

故选ABEG.

(2)设加热前,被密封气体的压强为p1,轻线的张力为f.因而活塞处在静止状态,对A活塞有2poS-2pS+f=0①

对B活塞有P1S-P0S-f=0②

由①②式得

p1=p0                                 ③

f=0                                   ④

即被密封气体的压强与大气压强相等,细线处在拉直的松驰状态.这时气体的体积V1=2Sl+Sl+Sl=4Sl⑤

对气体加热时,被密封气体温度缓慢升高,两活塞一起向左缓慢移动.气体体积增大,压强保持p1不变,若持续加热,此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于l为此,这时气体体积V2=4SL+SL=5SL⑥

设此时气体的温度为T2,由盖-吕萨克定律V2∝T2

由③⑥⑦式得

由此可知,当时,气体的压强

p2=p0  ⑨

当T>T2时,活塞已无法移动,被密封气体的体积保持V2不变,气体经历一等容升压过程.当气体的温度为T时,设其压强为p,由查理定律P∝T,即有

由⑧⑨⑩式得(11)

即当T>T时,气体的压强为

即气体的压强可能为p0

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题型: 单选题
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单选题

下列说法中正确的是(  )

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越来越大

D外界对物体做功时,物体的内能不一定增加

正确答案

D

解析

解:A、内能包括分子动能和分子势能,温度低,只能说明分子平均动能小,但内能不一定小;故A错误;

B、温度低的物体分子的平均动能小,但由于分子的质量不能明确,故不能说明温度低的物体分子平均速率就小;故B错误;

C、做加速运动的物体,由于速度越来越大,物体分子的平均动能不一定增大,因为分子的平均动能是由温度决定;和物体的宏观运动无关;故C错误;

D、外界对物体做功时,若同时从外界放热,则内能不一定增加;故D错误;

故选:D.

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