- 热力学第一定律
- 共1851题
①求该气温计能测量的最高气温；
②在水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封气体是吸热还是放热？简要说明理由．
正确答案
解：①当水银柱到达管口时，所测气温最高，设为T2，此时气体的体积为V2，则
初态：T1=280K，V1=480cm3
末态：V2=（480+50×0.4）cm3=500cm3
根据吕萨克定律得
代入解得T2=291.7K
②当环境温度升高时，水银柱从瓶口缓慢向右移动，此过程密封气体的内能增大，同时对外界做功，由热力学第一定律△U=W+Q，得气体要从外界吸热．
答：该气温计能测量的最高气温291.7K．
解析
解：①当水银柱到达管口时，所测气温最高，设为T2，此时气体的体积为V2，则
初态：T1=280K，V1=480cm3
末态：V2=（480+50×0.4）cm3=500cm3
根据吕萨克定律得
代入解得T2=291.7K
②当环境温度升高时，水银柱从瓶口缓慢向右移动，此过程密封气体的内能增大，同时对外界做功，由热力学第一定律△U=W+Q，得气体要从外界吸热．
答：该气温计能测量的最高气温291.7K．
一定量的气体，从外界吸收热量为3.7×105J，内能增加4.4×105J．此过程中______（选填“气体对外界做了功”、“外界对气体做了功”），做功绝对值为______J．
正确答案
解：已知气体吸收热量为3.7×105J，Q=3.7×105J；内能增加4.4×105J，△U=4.4×105J，根据热力学第一定律△U=Q+W得
W=△U-Q=7×104J＞0
说明外界对气体做了功
故答案为：外界对气体做了功 7×104
解析
解：已知气体吸收热量为3.7×105J，Q=3.7×105J；内能增加4.4×105J，△U=4.4×105J，根据热力学第一定律△U=Q+W得
W=△U-Q=7×104J＞0
说明外界对气体做了功
故答案为：外界对气体做了功 7×104
蛟龙号载人潜水艇是一艘由中国自行设计的载人潜水器．2012年6月27日潜水深度7062.68m，这标志着我国具备了载人到达全球99%以上海域深处进行作业的能力．潜水艇外壳是国产钛合金做成的，呈鸡蛋形状，舱内空间约为80m3与外界导热良好．开始潜入时，舱内空气（看成理想气体）的压强为latm，温度为27℃，水深7062.68m处的温度为4℃．求：
①当蛟龙号载人潜水艇在水深7062.68m处停留足够长的时间后，舱内气体的压强为多少atm；
②在上述过程中舱内气体（填“放热”或“吸热”）；
③从微观的角度解释舱内压强的变化：．
正确答案
解：①舱内空气为等容变化，初态：p1=1atm，T1=300K；末态：p2=？，T1=277K
由查理定律得：
代入数据解得：p2=
②在上述过程中舱内气体的温度降低，内能减小，而体积不变，气体不做功，由热力学第一定律判断得知，气体放热．
③舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．
答：
①舱内气体的压强为0.92atm．
②放热．
③舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．
解析
解：①舱内空气为等容变化，初态：p1=1atm，T1=300K；末态：p2=？，T1=277K
由查理定律得：
代入数据解得：p2=
②在上述过程中舱内气体的温度降低，内能减小，而体积不变，气体不做功，由热力学第一定律判断得知，气体放热．
③舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．
答：
①舱内气体的压强为0.92atm．
②放热．
③舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．
一定质量的理想气体从状态A经过等温膨胀到状态B，然后经过绝热压缩过程到状态C，最后经过等压降温过程回到状态A．则状态A的体积______（选填“大于“、“等于”或“小于“）状态C的体积；A到B过程中气体吸收的热量______（选填“大于“、“等于“或“小于“）C到A过程中放出的热量．
正确答案
作出p-V图象，图线下方与V轴所围的面积表示气体做的功，则知A→B过程中气体对外做的功小于B→C→A过程外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，从A→B→C→A整个过程中，气体放出热量，由于BC是绝热过程，所以A到B过程中气体吸收的热量小于C到A过程中放出的热量．
故答案为：小于，小于．
解析
作出p-V图象，图线下方与V轴所围的面积表示气体做的功，则知A→B过程中气体对外做的功小于B→C→A过程外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，从A→B→C→A整个过程中，气体放出热量，由于BC是绝热过程，所以A到B过程中气体吸收的热量小于C到A过程中放出的热量．
故答案为：小于，小于．
[物理-选修3-3]（本题共有两小题，每小题只有一个选项符合题意．）
（1）现代科学技术的发展与材料科学、能源的开发密切相关，下列关于材料、能源的说法正确的是______．（填选项前的编号）
A．化石能源为清洁能源 B．纳米材料的粒度在1-100μm之间
C．半导体材料的导电性能介于金属导体和绝缘体之间
D．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向同性
（2）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，则此过程______．（填选项前的编号）
A．气体从外界吸收热量2.0×105JB．气体向外界放出热量2.0×105J
C．气体从外界吸收热量2.0×104J D．气体向外界放出热量6.0×104J．
正确答案
解：（1）A、化石能源不是清洁能源，在利用的过程中产生大量的污染物如产生二氧化碳等，故A错误；
B、纳米材料的粒度在1-100nm之间，故B错误；
C、半导体材料的导电性能介于金属导体和绝缘体之间，在现代技术中有着广泛的应用，故C正确；
D、液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性，在显示器等方面有着广泛应用，故D错误．
故选C．
（2）外界对气体做功，即W=7.0×104J，内能减小，所以△U=-1.3×105J，根据热力学第一定律△U=W+Q，
可得：Q=-2.0×105J，即气体向外界放出热量2.0×105J，故ACD错误，B正确．
故选B．
解析
解：（1）A、化石能源不是清洁能源，在利用的过程中产生大量的污染物如产生二氧化碳等，故A错误；
B、纳米材料的粒度在1-100nm之间，故B错误；
C、半导体材料的导电性能介于金属导体和绝缘体之间，在现代技术中有着广泛的应用，故C正确；
D、液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性，在显示器等方面有着广泛应用，故D错误．
故选C．
（2）外界对气体做功，即W=7.0×104J，内能减小，所以△U=-1.3×105J，根据热力学第一定律△U=W+Q，
可得：Q=-2.0×105J，即气体向外界放出热量2.0×105J，故ACD错误，B正确．
故选B．
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