- 热力学第一定律
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空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对气缸中的气体做功为2.0×105 J,同时气体放出热量为5.0×104J.在此过程中,该气体的内能______(选填“增加”或“减少”)了______J.
正确答案
增加
1.5×105
解析
解:根据热力学第一定律△U=Q+W,活塞对气缸中的气体做功为W=2.0×105 J,气体放出热量为Q=-5.0×104J可知,△U=1.5×105 J,即内能增加了1.5×105J.
故答案为:增加,1.5×105
手动便携式洗车器因其节能环保的特点深受爱车人的喜爱.如图为某种结构及原理简图.桶内水面上方用塞子密封了一定质量的理想气体,已知气体初态压强与外界相等,均为p0,体积为1L,为使水流从喷头处雾化喷出,内外压强差至少为0.5p0,现用最大容积为0.1L的打气筒向桶内打气,忽略桶内水柱所产生的压强及打气过程中温度的变化,求:
(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.
历史上有许多人提出各种各样的设计方案,想制造永动机,想使这种机器不消耗任何能量而可以源源不断地对外做功,结果都以失败告终,请你想一想失败的原因是什么?
正确答案
解析
解:根据热力学第一定律,不消耗任何能量的燃料,却能源源不断地对外做功的机器是绝对不能制造成功的,因为它违背了能的转化和守恒定律.
答:失败的原因是因为它违背了能的转化和守恒定律.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、改变内能的方式有做功和热传递,外界对气体做功,气体的内能不一定增大,A错误;
B、改变内能的方式有做功和热传递,从外界吸收热量,气体的内能不一定增大,B错误;
C、气体的温度越高,气体分子无规则运动的平均动能越大,C正确;
D、气体的温度越低,气体分子无规则运动的平均动能越小,D错误;
故选:C.
如图所示,质量一定的活塞将一定质量的气体封在气缸内,活塞与气缸壁间无摩擦,不计分子间的相互作用力,a态时气体温度为80℃,b态时气体温度是20℃.当气体从a态缓慢变到b态的过程中,大气压强始终保持不变,活塞保持平衡,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、不计分子间相互作用的势能,温度低内能就小,根据热力学第一定律知从a态到b态的过程中外界对气体做的功一定小于气体向外界释放的热量,A正确;
B、冲量I=Ft=PSt,由于压强不变,所以a态与b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量相等,B正确;
C、冲量I=Ft=PSt,由于压强不变,所以a态与b态的气体分子在相同时间内对活塞的冲量相等,C错误;
D、气体放出的热量等于气体减少的内能减去活塞减少的重力势能再减去大气压做功,D错误;
故选:AB
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