- 热力学第一定律
- 共1851题
（2011秋•南宁校级期末）一定量的气体，从外界吸收热量3.2×105J，内能增加4.3×105J，则气体对外界做功还是外界对气体做功？做了多少功？
正确答案
解：由热力学第一定律得：△U=W+Q，
得W=△U-Q=4.3×105J-3.2×105J=1.1×105J，
外界对气体做了1.1×105J的功；
答：外界对气体做功，外界对气体做了1.1×105J的功．
解析
解：由热力学第一定律得：△U=W+Q，
得W=△U-Q=4.3×105J-3.2×105J=1.1×105J，
外界对气体做了1.1×105J的功；
答：外界对气体做功，外界对气体做了1.1×105J的功．
（1）试通过计算分析：温度不变，能否将活塞从筒中拉出？
（2）若温度不变，在拉动活塞的过程中，封闭气体吸热还是放热？简要说明理由．
正确答案
解：（1）由玻意耳定律得：
P1L1S=P2L2S
代入数据得：P2=2.5×104Pa；
对活塞有：P0S=F+P2S
解得：F=37.5N＜40N，故能拉出；
（2）向外拉活塞过程中，气体对外做功，气体温度不变，故内能不变；由热力学第一定律可知，气体吸热；
答：（1）可以将活塞从筒中拉出．
（2）封闭气体吸热．
解析
解：（1）由玻意耳定律得：
P1L1S=P2L2S
代入数据得：P2=2.5×104Pa；
对活塞有：P0S=F+P2S
解得：F=37.5N＜40N，故能拉出；
（2）向外拉活塞过程中，气体对外做功，气体温度不变，故内能不变；由热力学第一定律可知，气体吸热；
答：（1）可以将活塞从筒中拉出．
（2）封闭气体吸热．
a．液晶的分子势能与体积有关
b．晶体的物理性质都是各向异性的
c．温度升高，每个分子的动能都增大
d．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
（2）气体温度计结构如图所示．玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连．开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1=44cm．（已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76cmHg）
（1）求恒温槽的温度；
（2）此过程A内气体内能______（填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将______（填“吸热”或者“放热”）
正确答案
解：（1）a、液体分子之间的距离不同，液体分子之间的分子力大小就不同，所以分子势能就不同，所以液体的分子势能与体积有关，故a正确．
b、单晶体的物理性质具有各向异性，而多晶体的物理性质具有各向同性．故b错误．
c、温度越高分子的平均动能越大，但对于某个分子来说其分子动能反而可能减小，故温度对单个分子来说没有意义，故c错误．
d、由于液体表面张力的作用使液体的表面积收缩，是露珠呈球形．故d正确．
故选ad．
（2）①由于使C中水银面仍在O点处，故封闭气体的体积保持不变，即发生等容变化．冰水混合物的温度
T1=273K，此时封闭气体的压强P1=P0+h1=90cmHg
设待测恒温槽的温度T2，此时封闭气体的压强P2=P0+h2=120cmHg
根据查理定律得，
解得T2=364K．
②气体体积保持不变，故分子势能保持不变，由于气体温度升高，所以A内气体分子的平均动能增大，故气体的内能增大．
根据热力学第一定律△U=Q+W，与气体体积保持不变，故W=0，由于气体的内能增大，故△U＞0，所以Q＞0，即气体从外界吸热．
故答案为：（1）ad
（2）①恒温槽的温度为364K．②增大；吸热．
解析
解：（1）a、液体分子之间的距离不同，液体分子之间的分子力大小就不同，所以分子势能就不同，所以液体的分子势能与体积有关，故a正确．
b、单晶体的物理性质具有各向异性，而多晶体的物理性质具有各向同性．故b错误．
c、温度越高分子的平均动能越大，但对于某个分子来说其分子动能反而可能减小，故温度对单个分子来说没有意义，故c错误．
d、由于液体表面张力的作用使液体的表面积收缩，是露珠呈球形．故d正确．
故选ad．
（2）①由于使C中水银面仍在O点处，故封闭气体的体积保持不变，即发生等容变化．冰水混合物的温度
T1=273K，此时封闭气体的压强P1=P0+h1=90cmHg
设待测恒温槽的温度T2，此时封闭气体的压强P2=P0+h2=120cmHg
根据查理定律得，
解得T2=364K．
②气体体积保持不变，故分子势能保持不变，由于气体温度升高，所以A内气体分子的平均动能增大，故气体的内能增大．
根据热力学第一定律△U=Q+W，与气体体积保持不变，故W=0，由于气体的内能增大，故△U＞0，所以Q＞0，即气体从外界吸热．
故答案为：（1）ad
（2）①恒温槽的温度为364K．②增大；吸热．
用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸向外散热210J，汽缸里的内能改变了多少？内能是增加还是减少？
正确答案
解：根据热力学第一定律得：压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，W为正；同时汽缸向外散热210J，Q为负值；代入△U=W+Q可得，△U=900-210=690 J，正号表示内能增大．
答：汽缸里的内能改变了690J，内能是增加．
解析
解：根据热力学第一定律得：压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，W为正；同时汽缸向外散热210J，Q为负值；代入△U=W+Q可得，△U=900-210=690 J，正号表示内能增大．
答：汽缸里的内能改变了690J，内能是增加．
长时间旋转在恒温环境中的橡皮胎（可导热），胎内充有压强为P0，体积为V0的气体．在橡皮胎上压一重物，使其形变，胎内气体体积最终减小了△V，整个过程中橡皮胎对外界放出的热量为Q．不考虑气体分子势能．求：
（1）橡皮胎对气体做的功；
（2）胎内气体压强的变化量．
正确答案
解：（1）橡皮胎内气体体积变化前后温度不变，故气体内能不变化，由热力学第一定律可得：
W=Q
（2）由题意可得：
P0V0=P（V0-△V）
△P=P-P0
解得：△P=
答：（1）橡皮胎对气体做的功Q；
（2）胎内气体压强的变化量
解析
解：（1）橡皮胎内气体体积变化前后温度不变，故气体内能不变化，由热力学第一定律可得：
W=Q
（2）由题意可得：
P0V0=P（V0-△V）
△P=P-P0
解得：△P=
答：（1）橡皮胎对气体做的功Q；
（2）胎内气体压强的变化量
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