- 热力学第一定律
- 共1851题
（2015•江苏模拟）水在1个标准大气压（p0=1×105Pa）下沸腾时，汽化热L=2264J/g，这时质量m=1g的水变为水蒸气，其体积由V1=1.043cm3变为V2=1676cm3，在该过程中水增加的内能是多少？
正确答案
解：在1 g水汽化的过程中吸收的热量：Q=mL=1×2264 J=2264 J
水气在1标准大气压下做等压膨胀，对外界所做的功：W=p0（V2-V1）=1×105×（1676-1.043）×10-6≈170 J
根据热力学第一定律，增加的内能：△U=Q+W=2264-170=2094 J．
答：该过程中水增加的内能是2094 J．
解析
解：在1 g水汽化的过程中吸收的热量：Q=mL=1×2264 J=2264 J
水气在1标准大气压下做等压膨胀，对外界所做的功：W=p0（V2-V1）=1×105×（1676-1.043）×10-6≈170 J
根据热力学第一定律，增加的内能：△U=Q+W=2264-170=2094 J．
答：该过程中水增加的内能是2094 J．
正确答案
解：活塞固定时，由热力学第一定律，气体增加的内能△U=Q1
活塞不固定时，外界对气体做功为W，则有：△U=Q2+W
对活塞由能量守恒定律得：Gh=W内-P0Sh
得：W=-W内=-（P0Sh+Gh）
则Q1=Q2+W=Q2-（P0Sh+Gh）
解得活塞上升的高度为：
答：活塞上升的高度h应为
解析
解：活塞固定时，由热力学第一定律，气体增加的内能△U=Q1
活塞不固定时，外界对气体做功为W，则有：△U=Q2+W
对活塞由能量守恒定律得：Gh=W内-P0Sh
得：W=-W内=-（P0Sh+Gh）
则Q1=Q2+W=Q2-（P0Sh+Gh）
解得活塞上升的高度为：
答：活塞上升的高度h应为
一定质量的气体，在被压缩的过程中外界对气体做功300J，但这一过程中气体的内能减少了300J，问气体在此过程中是吸热还是放热？吸收（或放出）多少热量？
正确答案
解：由题意知W=300 J△U=-300 J，根据热力学第一定律可得：
Q=△U-W=-300 J-300 J=-600 J
Q为负值表示气体放热，因此气体放出600J的热量
答：气体放热；放出的热量为600J．
解析
解：由题意知W=300 J△U=-300 J，根据热力学第一定律可得：
Q=△U-W=-300 J-300 J=-600 J
Q为负值表示气体放热，因此气体放出600J的热量
答：气体放热；放出的热量为600J．
（1）下列说法正确的是______
A．气球内气体的压强是由于气体重力而产生的
B．由于该同学压迫气球，球内气体分子间表现为斥力
C．气球内气体分子平均动能不变
D．气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和
（2）表演过程中，对球内气体共做了4J的功，此过程中气球______（填“吸收”或“放出”）热量．若某气球突然爆炸，则该气球内的气体内能______（填“增加”或“减少”）．
（3）一只气球内气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，试用以上字母表示这个气球内气体的分子个数及分子间的平均距离．
正确答案
解：（1）A、密闭容器内的气体压强是大量气体分子频繁撞击器壁产生，故A错误．
B、该同学压迫气球，气体分子间距离仍然较大，气体分子间的作用力几乎为零．故B错误．
C、球内气体温度可视为不变．所以气球内气体分子平均动能不变，故C正确．
D、气体分子间空隙很大，所以气球内气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误．
故选：C．
（2）表演过程中，球内气体温度可视为不变，说明球内气体内能不变，即△U=0，对球内气体共做了4J的功，即W=4J，所以此过程中Q=-4J，即气球放出的热量是4J，若某气球突然爆炸，气体对外做功，瞬间无热传递，则该气球内的气体内能减少，温度降低．
（3）一只气球内气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，所以气体的摩尔数：n=
阿伏加德罗常数NA，所以这个气球内气体的分子个数：N=nNA=
气体分子之间的距离：d=
故答案为：（1）C；（2）放出；减少；（3）气球内气体的分子个数为
解析
解：（1）A、密闭容器内的气体压强是大量气体分子频繁撞击器壁产生，故A错误．
B、该同学压迫气球，气体分子间距离仍然较大，气体分子间的作用力几乎为零．故B错误．
C、球内气体温度可视为不变．所以气球内气体分子平均动能不变，故C正确．
D、气体分子间空隙很大，所以气球内气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误．
故选：C．
（2）表演过程中，球内气体温度可视为不变，说明球内气体内能不变，即△U=0，对球内气体共做了4J的功，即W=4J，所以此过程中Q=-4J，即气球放出的热量是4J，若某气球突然爆炸，气体对外做功，瞬间无热传递，则该气球内的气体内能减少，温度降低．
（3）一只气球内气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，所以气体的摩尔数：n=
阿伏加德罗常数NA，所以这个气球内气体的分子个数：N=nNA=
气体分子之间的距离：d=
故答案为：（1）C；（2）放出；减少；（3）气球内气体的分子个数为
“物理1-2”模块
（1）在给出的四个选项中，可能只有一个选项正确，也可能有多个选项正确，全部选对3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分，下列说法正确的是______：
A．气体压强的大小跟气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关
B．物体的内能增加，其分子热运动的平均动能可能不变
C．β射线的本质上就是电子流，是由原子外层的电子发生电离而产生的
D．卢瑟福通过α粒子散射实验知道原子核是由质子和中子组成的
E．太阳能、风能、生物质能都是可再生能源
F．完全失重状态下熔化的金属能够收缩成球形
（2）某学校兴趣小组组织开展一次研究性学习活动，估算地球周围大气层空气的分子个数．他们通过网上搜索，查阅得到以下几个物理量的数据：地球半径R=6.4×106m，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，大气压强P0=1.0×105Pa，空气的摩尔质量M=2.9×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023/mol．根据以上数据能估算出地球周围大气层空气的分子个数，只需要估算出个数的数量级．
正确答案
解：（1）气体压强是由气体分子撞击器壁产生的，其的大小跟气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关，故A正确；
B、由热力学第一定律可知，可能是增加了分子势能而温度保持不变，故分子的平均动能保持不变，故B正确；
C、β射线的本质上就是电子流，但是它是由原子核发生衰变引起的，故C错误；
D、卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说，并没有使原子核分解从而研究原子核的内部，故D错误；
E、再生能源是指能重复再生利用的能源，故太阳能、风能、生物质能都是再生能源，故E正确；
F、地球表面的物体由于受重力而形成水滴状，而在太空完全失重状态下能收缩成球形，故F正确；
故选ABEF．
（2）大气层空气质量为m，即mg=P0×4πR2；
分子数N=
代入数据：N=1×1044（个）
故分子个数的数量级为1044
解析
解：（1）气体压强是由气体分子撞击器壁产生的，其的大小跟气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关，故A正确；
B、由热力学第一定律可知，可能是增加了分子势能而温度保持不变，故分子的平均动能保持不变，故B正确；
C、β射线的本质上就是电子流，但是它是由原子核发生衰变引起的，故C错误；
D、卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说，并没有使原子核分解从而研究原子核的内部，故D错误；
E、再生能源是指能重复再生利用的能源，故太阳能、风能、生物质能都是再生能源，故E正确；
F、地球表面的物体由于受重力而形成水滴状，而在太空完全失重状态下能收缩成球形，故F正确；
故选ABEF．
（2）大气层空气质量为m，即mg=P0×4πR2；
分子数N=
代入数据：N=1×1044（个）
故分子个数的数量级为1044
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