- 热力学第一定律
- 共1851题
空调机中的压缩机在一次压缩过程中，对被压缩的气体做了1.0×103J的功，同时气体的内能增加了0.5×103J．该过程气体吸热还是放热？吸收或放出的热量Q是多少？
正确答案
解：该过程气体放热
由热力学第一定律得△U=W+Q，其中：△U=0.5×103J，W=1.0×103J
代入数据得 Q=-0.5×103J
负号表示放热0.5×103J
答：该过程放热0.5×103J．
解析
解：该过程气体放热
由热力学第一定律得△U=W+Q，其中：△U=0.5×103J，W=1.0×103J
代入数据得 Q=-0.5×103J
负号表示放热0.5×103J
答：该过程放热0.5×103J．
正确答案
解：活塞对气体做功10J，气体放热2J，根据热力学第一定律：E=W+Q
得：E=10-2=8J
即气体的内能增大8J．
答：气体的内能增大8J．
解析
解：活塞对气体做功10J，气体放热2J，根据热力学第一定律：E=W+Q
得：E=10-2=8J
即气体的内能增大8J．
答：气体的内能增大8J．
（1）下列关于热学现象和热学规律的说法中，正确的是______
A．利用浅层海水和深层海水间的温度差造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的
B．大量分子参与的宏观物理学过程都具有方向性
C．空调的制冷系统将室内的热量传给外界较高温度的空气，而不引起其他变化
D．热力学过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散不符合热力学第二定律
（2）如图：一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等容变化，B→C过程为等压变化．已知TA=TC=400K．
①求气体在状态B时的温度．
②说明A→B过程压强变化的微观原因．
③设A→B过程气体放出热量为Q1，B→C过程→气体吸收热量为Q2，比较Q1、Q2的大小并说明原因．
正确答案
解：（1）A、根据能量转化与守恒以及热力学第二定律可知，用浅层海水和深层海水间的温度差造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，是可行的，故A正确；
B、根据热力学第二定律可知大量分子参与的宏观物理学过程都具有方向性，故B正确；
C、空调的制冷系统将室内的热量传给外界较高温度的空气，有第三者压缩机的参与，因此引起了其它变化，故C错误；
D、能量耗散过程体现了宏观自然过程的方向性，符合热力学第二定律，故D错误．
故选AB．
（2）①设气体在B状态时的温度为TB，由图可知：
根据等压变化有：
带入数据得：TB=300K．
故气体在状态B时的温度：TB=300K．
②压强变化的微观原因为：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小．
③答案为：Q1＜Q2，原因是：TA=TC，故A→B减小的内能与B→C增加的内能相同，而B→C过程气体对外做正功，A→B过程气体不做功，由热力学第一定律可知：Q1＜Q2．
解析
解：（1）A、根据能量转化与守恒以及热力学第二定律可知，用浅层海水和深层海水间的温度差造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，是可行的，故A正确；
B、根据热力学第二定律可知大量分子参与的宏观物理学过程都具有方向性，故B正确；
C、空调的制冷系统将室内的热量传给外界较高温度的空气，有第三者压缩机的参与，因此引起了其它变化，故C错误；
D、能量耗散过程体现了宏观自然过程的方向性，符合热力学第二定律，故D错误．
故选AB．
（2）①设气体在B状态时的温度为TB，由图可知：
根据等压变化有：
带入数据得：TB=300K．
故气体在状态B时的温度：TB=300K．
②压强变化的微观原因为：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小．
③答案为：Q1＜Q2，原因是：TA=TC，故A→B减小的内能与B→C增加的内能相同，而B→C过程气体对外做正功，A→B过程气体不做功，由热力学第一定律可知：Q1＜Q2．
一定量的气体从外界吸收热量2.66×105J，内能增加3.75×105J，问是气体对外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=3.75×105J-2.66×105J=1.09×105J，
外界对气体做了1.09×105J的功；
答：外界对气体做了1.09×105J的功．
解析
解：由热力学第一定律得：△U=W+Q，
得W=△U-Q=3.75×105J-2.66×105J=1.09×105J，
外界对气体做了1.09×105J的功；
答：外界对气体做了1.09×105J的功．
（1）至少需要打几次才能使喷水刷喷出雾化水
（2）试从微观上解释内封气体压强的变化原因．
正确答案
解：（1）设至少需要打几次才能使喷水刷喷出雾化水．
已知：V1=1L+n•0.1L=（1+0.1n）L，p1=p0，
V2=1L，p2=1.5p0；
根据玻意耳定律p1V1=p2V2得：
p0（1+0.1n）L=p0×1.5L
解得：n=5（次）
（2）温度不变，气体分子平均动能不变，分子运动剧烈程度不变，但随着气体的打入，单位体积内分子个数越来越多，因此压强不断变大．
答：（1）至少需要打5次才能使喷水刷喷出雾化水．
（2）内封气体压强的变化原因是：温度不变，气体分子平均动能不变，分子运动剧烈程度不变，但随着气体的打入，单位体积内分子个数越来越多，压强不断变大．
解析
解：（1）设至少需要打几次才能使喷水刷喷出雾化水．
已知：V1=1L+n•0.1L=（1+0.1n）L，p1=p0，
V2=1L，p2=1.5p0；
根据玻意耳定律p1V1=p2V2得：
p0（1+0.1n）L=p0×1.5L
解得：n=5（次）
（2）温度不变，气体分子平均动能不变，分子运动剧烈程度不变，但随着气体的打入，单位体积内分子个数越来越多，因此压强不断变大．
答：（1）至少需要打5次才能使喷水刷喷出雾化水．
（2）内封气体压强的变化原因是：温度不变，气体分子平均动能不变，分子运动剧烈程度不变，但随着气体的打入，单位体积内分子个数越来越多，压强不断变大．
扫码查看完整答案与解析