- 热力学第一定律
- 共1851题
下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、温度低的物体内能不一定小，因为内能的大小与物体的温度、质量和体积都有关，如一杯热水的内能肯定会小于一座冰山．故A错误
B、温度是分子平均动能大小的标志，对于同种类的气体，温度升高物体分子的平均动能增大，对于不同种类的气体，温度低的，分子运动的平均速率不一定小．故B错误
C、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C错误
D、有热力学第一定律知，外界对物体做功时，物体的内能不一定增加，故D正确
故选D．
对于一定质量的理想气体，在下列各过程中，可能发生的过程是（ ）
正确答案
解析
解：A、气体膨胀对外做功，由热力学第一定律：
B、气体吸收热量，如果同时对外做功，气体内能减小，则气体温度降低，故B正确；
C、如果气体体积不变，气体不做功，气体吸收热量，由热力学第一定律可知，气体内能增加，气体温度升高，故C正确；
D、如果气体体积膨胀，则气体对外做功，气体放热，由热力学第一定律可知，气体内能减少，气体温度降低，故D错误；
故选：ABC．
关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、物体的内能与物体的温度、体积、分子数等因素均有关，相同质量的两种物体，体积和分子数不一定相同，升高相同的温度，内能增量不一定相同．故A错误．
B、一定质量0℃的水结成0℃的冰，温度不变，分子平均动能不变，由于放热，所以内能一定减小，故B正确．
C、一定质量气体吸收热量而体积保持不变，做功W=0，根据热力学第一定律△U=Q+W，内能一定增大．故C错误．
D、一定质量的气体膨胀，对外界做功，若吸收热量，而且吸收热量的数值大于对外做功的数值，则内能增大，若热量与功数值相等，内能不变．故D错误．
故选B
A．某国际科研小组正在研制利用超导材料制成灯泡的灯丝和闭合电路，利用电磁感应激起电流后，由于电路电阻为零从而使灯泡一直发光
B．发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下
C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝，成为新能源
D．将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题
（2）如图所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m，现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气温度从T1升高到T2，且空气柱的高度增加了△l，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为P0，问：此过程中被封闭气体的内能变化了多少？
正确答案
解析
解：（1）
A、电磁感应激起电流后产生电能，由于灯泡也有电阻，要消耗电能，所以不可能使灯泡一直发光．故A错误．
B、根据热力学第三定律得知，绝对零度只能接近，不可能达到，更不可能使温度降至绝对零度以下．
C、根据热力学第二定律分析可知，能量出现耗散，不可能使耗散的能量成为新能源．故C错误．
D、将房屋顶盖上太阳能板，直接用太阳能来解决照明和热水问题，符合能量守恒定律，实际中确有应用．故D正确．
故选D
（2）汽缸内封闭气体的压强为P=P0+
在气体缓缓膨胀过程中，活塞与砝码的压力对气体做负功，功大小为W=-（mg+P0S）△L
则根据热力学第一定律△E=W+Q得，气体内能的变化为△E=-（mg+P0S）△L+Q
故答案为：
（1）D；
（2）气体内能的变化为△E=-（mg+P0S）△L+Q．
外力对气体做功100J，气体向外放热20J，在这个过程中气体的内能的改变量是______J．
正确答案
80
解析
解：据△U=Q+W得：△U=100J-20J=80J
故答案为：80
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、根据理想气体状态方程
B、根据热力学第一定律公式△U=W+Q知对空气做功3.5×105J，同时空气的内能增加了2.5×105J，则空气向外界放出热量1.0×105J，B错误；
C、分子处于永不停息的无规则运动之中，温度为零，分子不会停止运动，C错误；
D、热量从低温物体传到高温物体是可能的，比如电冰箱，D错误；
故选：A
夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁，假设大气压强不变，此过程中瓶内空气（可看成理想气体）（ ）
正确答案
解析
解：因为瓶子变扁体积减小，所以外界对瓶内气体做功，最后内外压强相等；温度降低，瓶子中的空气内能减小，根据△U=Q+W得知：瓶内空气向冰箱中释放热量，故B正确．
故选：B
将一个被压瘪了但未漏气的乒乓球放进热水中，片刻后乒乓球恢复到原来的球形，在该过程中有关乒乓球内气体（忽略分子间的作用力）的说法，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：
A、乒乓球中气体温度升高，分子的平均动能增大，乒乓球能恢复球形，说明气体的压强增大，A正确
B、乒乓球中气体质量不变，体积增大，单位体积的分子数减小，能恢复球形，说明气体的压强增大，B错误．
CD、由题，不考虑乒乓球内气体分子之间的相互作用，乒乓球中的气体看作理想气体，温度升高，其内能增大．乒乓球膨胀，气体对外做功，由热力学第一定律分析得知，吸收热量．故C正确，D错误．
故选；AC．
如图所示，一定质量的理想气体由状态A经过过程Ⅰ变至状态B，从外界吸收热量450J，同时气体膨胀做功300J；当气体从状态B经过过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200J，求：
（1）气体状态由A经过Ⅰ变至B过程，内能是增加还是减少？增加或减少内能是多少？
（2）气体状态由A经过Ⅰ变至B再经过Ⅱ回到A时，气体是吸收热量还是放出热量？吸收或放出的热量是多少？
正确答案
解析
解：（1）由题意知：气体由状态A经过Ⅰ变至B过程：
Q1=450J，
W1=-300J
由热力学第一定律：△U=W1+Q1
带入数据得：△U=150J
所以气体内能增加了150J
（2）气体从状态B经过Ⅱ又回到A时：
W2=200J
全过程内能增量为零即：△U=0
由热力学第一定律：
△U=W+Q即△U=Q1+Q2+W1+W2
带入数据得：Q2=-350J
所以气体是放出热量350J
答：（1）气体状态由A经过Ⅰ变至B过程，气体内能增加了150J
（2）气体状态由A经过Ⅰ变至B再经过Ⅱ回到A时，气体是放出热量350J．
在一个大气压下，水在沸腾时，1g水吸收2263.8J的热量后由液态变成同温度的气态，其体积由1.043cm3变为1676cm3，求：
（1）lg水所含的分子数；
（2）体积膨胀时气体对外界做的功形；
（3）气体的内能变化．（大气压强p0=1.0×105Pa，水的摩尔质量为μ=18g/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023/mol）
正确答案
解析
解：（1）lg水所含的分子数为 n=
（2）在一个恒定标准大气压P=1.0×105 Pa下，其体积由1.043cm3变为1676cm3，
所以体积膨胀时气体对外做的功为W=P0△V=1.0×105×（1676-1.043）×10-6J=167.5J
（3）根据热力学第一定律得：
△U=Q-W=2263.8J-167.5J=2096.3J，即内能增加了2096.3J．
答：
（1）lg水所含的分子数为3.3×1022个；
（2）体积膨胀时气体对外界做的功为167.5J；
（3）气体的内能增加了2096.3J．
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