- 热力学第一定律
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一木块从斜面上匀速下滑,在下滑过程中,不考虑木块的热膨胀,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:木块下滑过程中,木块没有发生弹性形变,不考虑弹性势能.
木块下滑过程中,木块的质量不变,速度不变,动能不变.高度减小,重力势能减小.
木块下滑过程中,木块和斜面之间存在摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,内能增大.
物体内能与温度和体积以及质量有关,物体质量不变,体积不变则温度升高,分子平均动能增大.但由于体积不变,故分子势能不变;
由于内能有部分转移给了斜面,故木块的总能量不守恒;故只有AC正确;
故选:AC.
在各处温度相等的液体中,一个小气泡由液体的底层缓慢地升到液面,上升过程中气泡的体积不断增大,则气泡在浮起的过程中( )
正确答案
解析
解:气泡缓慢上升的过程中,外部的压强逐渐减小,气泡膨胀对外做功,由于外部恒温,可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度,则内能不变.
根据热力学第一定律可得,△U=W+Q知,气泡内能不变,同时对外做功,所以必须从外界吸收热量.
故选B.
如图所示,两个截面积都为S的圆柱形容器,右边容器高为H.上端封闭,左边容 器上端是一个可以在容器内无摩檫滑动的质量为M的活塞:两容器由装有阀门的极细 管道相连,容器、活塞和细管都是绝热的.开始时阀门关闭,左边容器中装有理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空.现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢 下降,直至系统达到新的平衡.此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍,已知外界大气 压强为P0,求此过程中气体内能的增加量.
正确答案
解析
解:理想气体发生等压变化,气体压强为P,对活塞由:
PS=Mg+P0S
设气体初温为T,活塞下降X,平衡时有:
解得X=
系统绝热,Q=0
外界对气体做功W=PSX
由热力学第一定律△U=Q+W
所以△U=
答:此过程中气体内能的增加量.
一定质量的理想气体,在温度不变条件下,设法使压强增大,则这一过程中( )
正确答案
解析
解:A、一定质量的理想气体,在保持温度不变的条件下,其压强增大,由玻意耳定律PV=C可知:气体体积V减小;由于气体体积减小,分子数密度增大,故A正确
B、气体温度不变,气体分子平均动能不变,故B错误;
C、气体体积减小,外界对气体做功,气体温度不变,内能不变,由热力学第一定律可知,气体要对外放出热量,故C错误,D错误
故选:A.
(选修模块3-3)
(1)下列说法中正确的是______
A.布朗运动的剧烈程度与温度有关,所以布朗运动也叫做热运动
B.彩色液晶显示屏是应用液晶在不同电场中对不同颜色的光吸收强度不同制成的
C.能量耗散说明能量在不断减少
D.热力学第二定律也可以表述为:气体向真空的自由膨胀是不可逆的
(2)将剩有半杯热水的玻璃杯盖子旋紧后经过一段时间,若玻璃杯盖子不漏气,则杯内水蒸汽饱和气压______(填“增大”、“减小”或“不变”),杯内气体压强______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)如图气缸放置在水平地面上,缸内封闭一定质量的理想气体,活塞横截面积为S,外界大气压强为p0,气缸内电热丝热功率为P,测得通电时间t内活塞缓慢向左移动距离为h,气缸向外界放出热量为Q,不计活塞与气缸之间的摩擦,则在时间t内缸内气体内能的变化量为______.
正确答案
BD
减小
减小
Pt-p0Sh-Q
解析
解:(1)A、热运动是分子无规则的运动,而布朗运动并不是分子运动,所以尽管布朗运动的激烈程度跟温度有关,但不能把布朗运动叫做热运动.故A错误.
B、液晶各向异性,对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化,故B正确;
C、能量耗散是指能量的可利用率越来越低,但仍然遵守能量守恒定律.故C错误
D、气体膨胀后,我们必须对气体做功,使之恢复原来的状态,所做的功转化为气体向外界传出的热量,根据热力学第二定律,我们无法通过循环过程再将这热量完全转化为功,所以这个过程是不可逆的.故D正确.
故选BD
(2)经过一段时间后温度降低,因此分子水蒸汽分子内能减小,杯内水蒸汽饱和气压减小,随着温度的降低,杯内水蒸气分子减小,因此其压强降低.
(3)根据热力学第二定律,有:△U=Q+W ①
根据题意可知,外接对气体做功为:W=Pt-p0Sh ②
放出的热量为:Q ③
联立①②③解得:△U=Pt-p0Sh-Q
故答案为:(1)BD (2)减小,减小 (3)Pt-p0Sh-Q
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