- 热力学第一定律
- 共1851题
A用水平方向大小为80N的力沿水平地面推动一只原来静止的木箱前进了10m，阻碍运动的摩擦力是60N，则木箱的动能是多少？在此过程中有多少机械能转化为内能？
正确答案
解：由动能定理知：EK=FS-fS=80×10-60×10=200J
摩擦力做功转化成内能：△E=fS=60×10=600J
答：木箱的动能是200焦，在此过程中有600焦机械能转化为内能．
解析
解：由动能定理知：EK=FS-fS=80×10-60×10=200J
摩擦力做功转化成内能：△E=fS=60×10=600J
答：木箱的动能是200焦，在此过程中有600焦机械能转化为内能．
请问：在这个过程中，气体是吸收热量还是放出的热量？这个热量变化为多少？
正确答案
解：由题意知：一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时，W1为负功，Q1为正（吸收的热量），
△U=W1+Q1=500-300=200J，内能增加200J．
当气体从状态B经过程II回到状态A时，W2为正；△U′=-△U
△U′=W2+Q2，
代入数据解得：Q2=-380J，放出热量．
答：此过程中气体放出的热量是380J．
解析
解：由题意知：一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时，W1为负功，Q1为正（吸收的热量），
△U=W1+Q1=500-300=200J，内能增加200J．
当气体从状态B经过程II回到状态A时，W2为正；△U′=-△U
△U′=W2+Q2，
代入数据解得：Q2=-380J，放出热量．
答：此过程中气体放出的热量是380J．
一定量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J，是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少J的功？
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；
答：外界对气体做了1.6×105J的功．
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；
答：外界对气体做了1.6×105J的功．
一定质量的气体从外界吸收2.6×105J的热量，内能增加4.2×105J，是气体对外做功还是外界对气体做功？做多少焦耳的功？若气体所吸收热量2.6×105J不变，但内能只增加1.6×105J，情况又如何？
正确答案
解：由热力学第一定律可知：
△U=W+Q；
则解得：W=4.2×105J-2.6×105J=1.6×105J；外界对气体做功；
同理解得：W′=1.6×105J-2.6×105J=-1.0×105J；
负号表示气体对外界做功；
答：外界对气体做功2.6×105J；气体对外界做功为-1.0×105J．
解析
解：由热力学第一定律可知：
△U=W+Q；
则解得：W=4.2×105J-2.6×105J=1.6×105J；外界对气体做功；
同理解得：W′=1.6×105J-2.6×105J=-1.0×105J；
负号表示气体对外界做功；
答：外界对气体做功2.6×105J；气体对外界做功为-1.0×105J．
（1）当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，则被封闭的空气______
A．分子间的引力和斥力都增大
B．分子的热运动加剧
C．分子的平均动能增大
D．体积变小，压强变大
（2）若密闭的空气可视为理想气体，在上述（1）中空气体积变化的过程中，外界对空气做0，6J的功，则空气______（选填“吸收”或“放出”）了______J的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能______（选填“增加”或“减小”）．
（3）若密闭的空气体积V=1L，密度ρ=1.29kg/m3，平均摩尔质量M=0.029kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，试估算该气体分子的总个数（结果保留一位有效数字）．
正确答案
解：（1）水位升高，压强增大，被封闭气体做等温变化，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，分子之间距离减小，因此引力和斥力都增大，故AD正确；
气体温度不变，因此分子的热运动情况不变，分子平均动能不变，故BC错误．
故选AD．
（2）在（1）中空气体积变化的过程中，气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量；若水位迅速降低，压强则迅速减小，体积迅速膨胀，气体对外做功，由于过程迅速，没有来得及吸放热，因此内能降低．
故答案为：放出，0.6，减小．
（3）物质的量为：
分子总数：
代入数据得：N=2.68×1022≈3×1022．
故该气体分子的总个数为：N=2.68×1022≈3×1022．
解析
解：（1）水位升高，压强增大，被封闭气体做等温变化，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，分子之间距离减小，因此引力和斥力都增大，故AD正确；
气体温度不变，因此分子的热运动情况不变，分子平均动能不变，故BC错误．
故选AD．
（2）在（1）中空气体积变化的过程中，气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量；若水位迅速降低，压强则迅速减小，体积迅速膨胀，气体对外做功，由于过程迅速，没有来得及吸放热，因此内能降低．
故答案为：放出，0.6，减小．
（3）物质的量为：
分子总数：
代入数据得：N=2.68×1022≈3×1022．
故该气体分子的总个数为：N=2.68×1022≈3×1022．
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