热力学第一定律_章节学习

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题型：简答题

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简答题

选修3-31 在某地煤矿坑道抢险中，急需将某氧气瓶中的氧气分装到每个小氧气袋中，已知该氧气瓶容积为25升，内部压强为4.0×l05Pa，分装好的氧气袋中压强为1.0×l05Pa分装过程中气体温度保持不变，氧气可视为理想气体，假设能将瓶中氧气全部分装刭各氧气袋中而不剩余，并且各氧气袋的压强刚好达到要求．

①分装氧气过程中，已知外界对氧气做功2.0×l04J，分析该过程氧气吸放热情况及多少．

②求分装后氧气的总体积．

③请在答题纸上作出该过程的图．

正确答案

解：（1）因分装氧气过程中温度不变，则内能不变，即△U=0，外界对气体做功W=2.0×104J；

由热力学第一定律可得：

△U=W+Q

解得Q=-W=-2.0×104J，负号表示氧气放出热量；

即气体放出2.0×104J的热量；

（2）分装前P1=4.0×l05Pa；V=25L

分装后P2=1.0×l05Pa；

则由玻意耳定律得：P1V1=P2V2

解得V2=100L；

分装后的总体积为100L；

（3）以P为纵坐标，为横坐标作出直角坐标系，因温度不变，P=，

解析

解：（1）因分装氧气过程中温度不变，则内能不变，即△U=0，外界对气体做功W=2.0×104J；

由热力学第一定律可得：

△U=W+Q

解得Q=-W=-2.0×104J，负号表示氧气放出热量；

即气体放出2.0×104J的热量；

（2）分装前P1=4.0×l05Pa；V=25L

分装后P2=1.0×l05Pa；

则由玻意耳定律得：P1V1=P2V2

解得V2=100L；

分装后的总体积为100L；

（3）以P为纵坐标，为横坐标作出直角坐标系，因温度不变，P=，

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题型：简答题

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简答题

一气缸内封闭了一定量的气体，在活塞移动过程中气体从外界吸收了2.6×105 J的热量，内能增加了4.2×105 J，则______ （填“气体对外界”或“外界对气体”）做了功，做功为______J．

正确答案

解：由热力学第一定律得：△U=W+Q，

得W=△U-Q=4.2×105J-2.6×105J=1.6×105J，

外界对气体做了1.6×105J的功；

故答案为：外界对气体，1.6×105．

解析

解：由热力学第一定律得：△U=W+Q，

得W=△U-Q=4.2×105J-2.6×105J=1.6×105J，

外界对气体做了1.6×105J的功；

故答案为：外界对气体，1.6×105．

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题型：简答题

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简答题

如图甲所示，将封有一定质量空气的密闭塑料袋从海拔500m、气温为18℃的山脚下带到海拔3200m、气温为10℃的山顶上，情形如图乙所示．图______（选填“甲”或“乙”）中袋中气体分子平均动能大．从甲图到乙图过程中，袋内气体减小的内能______（选填“大于”、“等于”或“小于”）气体放出的热量．

正确答案

解：由图可知，将封有一定质量空气的密闭塑料袋（甲）从山底移动到山顶时（乙），气体的体积增大，温度是分子平均动能的标志，由于山顶温度低，因此分子平均动能小，山底的塑料袋中分子平均动能高于山顶的，即甲中气体分子平均动能大；从甲到乙过程中，温度降低，内能减小，体积增大，气体对外做功，由△U=E+Q可知，气体内能内能减小大于气体放出的热量．

故答案为：甲，大于．

解析

解：由图可知，将封有一定质量空气的密闭塑料袋（甲）从山底移动到山顶时（乙），气体的体积增大，温度是分子平均动能的标志，由于山顶温度低，因此分子平均动能小，山底的塑料袋中分子平均动能高于山顶的，即甲中气体分子平均动能大；从甲到乙过程中，温度降低，内能减小，体积增大，气体对外做功，由△U=E+Q可知，气体内能内能减小大于气体放出的热量．

故答案为：甲，大于．

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简答题

一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J，气体内能减少1.3×105J，此过程中

（1）气体从外界吸热还是对外放热？

（2）求吸收或者放出的热量为多少？

正确答案

解：由热力学第一定律可得：Q=△U-W=-1.3×105J-7.0×104J=-2×105J，气体向外放出的热量为2×105J；

答：（1）气体对外放热

（2）放出的热量为2×105J

解析

解：由热力学第一定律可得：Q=△U-W=-1.3×105J-7.0×104J=-2×105J，气体向外放出的热量为2×105J；

答：（1）气体对外放热

（2）放出的热量为2×105J

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题型：简答题

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简答题

（1）一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，其压强p和温度T的关系如图所示，

则理想气体的分子平均动能______（填“增大”或“减小”）．若此过程中气体的内

能变化1.2×105J，气体对外做功1.0×105，则气体______热（填“吸”或“放”）______J．

（2）体积为V的纯油酸在水面上完全散开的面积为S，则油酸分子直径为______；

若油酸的摩尔质量为M，密度为p，则阿伏伽德罗常数NA=______．（球的体

积V与直径D的关系为）

正确答案

解：（1）由图象知气体的温度增加，分子的平均动能增大，内能升高，由热力学第一定律公式：△U=Q+W，知Q=△U-W=1.2×105+1.0×105=2.2×105J，即吸收热量．

（2）体积为V的纯油酸在水面上完全散开的面积为S，则油酸分子直径为d=，把油酸分子看成立球体，则有：NA•

代入解得：NA=

故答案为：增大，吸，2.2×105，，

解析

解：（1）由图象知气体的温度增加，分子的平均动能增大，内能升高，由热力学第一定律公式：△U=Q+W，知Q=△U-W=1.2×105+1.0×105=2.2×105J，即吸收热量．

（2）体积为V的纯油酸在水面上完全散开的面积为S，则油酸分子直径为d=，把油酸分子看成立球体，则有：NA•

代入解得：NA=

故答案为：增大，吸，2.2×105，，

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