- 热力学第一定律
- 共1851题
某气体膨胀过程中对外做功30J,同时吸收了20J的热量,在这一过程中气体内能的增量是______.
正确答案
-10J
解析
解:由热力学第一定律△U=U2-U1=W+Q,结合符号法则及其物理意义有:对外做功30J,W=-30J,同时吸收了20J的热量,Q=20J,故△U=U2-U1=-10J,因而内能减小了10J.气体内能的增量是-10J.
故答案为:-10J
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______(填“增加”或“减少”)了______J.
正确答案
增加
80
解析
解:外力对气体做功100J,W为正值;气体向外放热20J,Q为负值,据△U=Q+W得:△U=100J-20J=80J,气体的内能增加80J.
故答案为:增加,80
如图所示,一定质量的理想气体被封闭在水平放置的固定气缸中,气缸的导热良好,活塞与气缸的摩擦不计.当外界大气压不变而环境温度逐渐升高时,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、B、C由于气缸的导热良好,当环境温度逐渐升高时,气缸内气体的温度升高,根据盖•吕萨克定律分析得知,气体发生等压膨胀,气体对外做功,W<0,d而气体的温度升高,其内能增大,则△U>0,根据热力学第一定律△U=W+Q得知,缸内气体吸收的热量一定大于其对活塞做的功.故AC错误,B正确.
D、无法判断缸内气体对活塞做的功与其内能的增加的大小.故D错误.
故选B
某同学家新买了一双门电冰箱,冷藏室容积107L,冷冻容积118L,假设室内空气为理想气体.
①若室内空气摩尔体积为22.5×10-3m3/mol,阿伏加德罗常数为6.0×1023个/mol,在家中关闭冰箱密封门后,电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子?
②若室内温度为27℃,大气压为1×105Pa,关闭冰箱密封门通电工作一段时间后,冷藏室内温度降为6℃,冷冻室温度降为-9℃,此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差为多大?
③冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部,请分析说明这是否违背热力学第二定律.
正确答案
解析
解:①分子个数:n=NA=
×6.0×1023=6.0×1024个;
②气体状态参量为:T1=273+27=300K,P1=1×105Pa,
T2=273+6=279K,P2=?,T3=273-9=264K,P3=?,
气体体积不变,根据查理定律得:=
=
,
代入数据解得:p2=9.3×104Pa,p3=8.8×104Pa,
压强差:△P=p2-p3=5×103Pa;
③由于热量从低温的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部的同时,消耗了电能,不违背热力学第二定律.
答:①电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有6.0×1024个空气分子;
②此时冷藏室与冷冻室中空气压强差为5×103Pa;
③不违背热力学第二定律,因为热量不是自发的由低温的冰箱内部向高温的冰箱外部传递的,且冰箱工作过程中要消耗电能.
图中活塞将气缸分成两气室,气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的,且气缸不漏气,以E甲、E乙分别表示甲、乙两气体的内能,则在用一定的拉力将拉杆缓慢向外拉的过程中( )
正确答案
解析
解:A、开始时活塞处手平衡状态,P甲=P乙.用力将拉杆缓慢向左拉动的过程中,活塞对乙做功.甲对活塞做功,气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的.
根据热力学第一定律的表达式△U=Q+W知道,E甲减小、E乙增大,A错误B正确.
D、对甲和乙气体整体,外界对气体做功,故内能增加,故E甲与E乙之和增加,故C错误,D正确;
故选:BD
一个铜块和一个铁块,它们的质量相等,铜块的温度T1高于铁块的温度T2,如果使铜块和铁块相接触,系统不与外界交换能量,则下列说法中正确的有( )
正确答案
解析
解:A、系统不与外界交换能量,热量由温度较高的铜块传给铁块,且铜块放出的热量等于铁块吸收的热量,A正确,B错误;
C、两个系统达到热平衡时温度相同,所以当温度相等时热传递停止,达到热平衡时的温度应用Q=Cm△t求解,平衡后的温度应该处于原始的两个温度之间,C错误D正确.
故选:AD
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、温度是分子平均动能的标志,温度高的平均动能大,但内能的大小还与质量、状态、材料等有关系,故温度高的物体,内能不一定大;故A正确;
B、当分子力表现为斥力时,分子间距离减小时,分子力做负功;故分子势能随分子间距离的减小而增大;故B错误;
C、外界对物体做功时,可能物体同时对外放热,故内能不一定增加;故C错误;
D、分子间引力和斥力随分子间距的增大而减小,随分子间距的减小而增大,而分子间的作用力的合力随分子间的距离增大先减小后增大,再减小;故D错误;
故选:A.
下列说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、改变内能的方式有做功和热传递,物体吸收热量,物体的内能不一定增大,故A错误;
B、改变内能的方式有做功和热传递,物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变,故B正确;
C、热量在一定的条件下可以从低温物体传到高温物体,如电冰箱中热量会由低温物体传递给高温物体.故C错误;
D、根据热力学第二定律气体自由膨胀是可逆过程.故D错误.
故选:B
在玻璃罩内放入一个充气不多的绝热性能良好的气球,用抽气机把玻璃罩内的空气迅速的抽出一部分,在此过程中看到气球的体积变大,不计气体分子的相互作用,则关于此过程的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:用抽气机把玻璃罩内的空气迅速的抽出一部分,玻璃罩内气体压强减小,气球内气体压强减小,气体体积变大,气体对外做功,W<0,由于气球是绝热的,在此过程中,气体不吸热,也不放热Q=0,由热力学第一定律可得
△U=W+Q<0,气体内能减小,温度降低;
A、气球内气体的压强变小,温度降低,故A正确;
B、气体内能减小,温度降低,气体质量不变,体积变大,密度减小,故B错误;
C、气球内气体对外做功,内能减小,温度降低,故C错误;
D、气球内气体内能减小,压强压强减小,故D错误;
故选A.
如图所示,电源与一绝热密闭气缸相连,Ra为电阻丝,气缸内有一定质量的理想气体.原来开关S处于断开状态,当闭合开关S后( )
正确答案
解析
解:由图示可知,闭合开关后,电流流过电阻丝Ra时做功,把电能转化为电阻丝的内能,电阻丝的温度升高,然后通过热传递又把一部分内能传递给气体,导致气体的内能增加;气缸是绝热密闭气缸,即不会向外传递热量,又不对外做功,所以气体的温度升高;
A、由以上分析可知,气体温度升高,内能增大,而气体的体积不变,由气态方程可知,气缸内气体压强增大.故AB正确C错误.
D、由于气体单位体积内的分子数不变,气体体积不变,温度升高,分子运动的剧烈程度增大,单位时间内撞击器壁单位面积的分子数变大.故D错误;
故选:AB
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