- 热力学第一定律
- 共1851题
如图所示,一定质量的气体封闭在导热性能良好的金属气缸中,缓慢地推动活塞压缩气体.若分子间的相互作用忽略不计,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由题意,金属气缸导热性能良好,与外界进行热交换,气缸内气体的温度与环境温度保持相等,气体发生等温变化,则由pV=c分析得知,气体的压强一定增大.故A正确.
B、由上分析知,气体的温度不变,则气体分子的平均动能不变.故B错误.
C、D该气体是理想气体,其内能只与温度有关,故知气体的内能不变.外界对气体做功,根据热力学第一定律△U=Q+W得知,气体向外界放热.故CD错误.
故选A
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体的温度升高,物体的分子平均动能一定增大;故A正确;
B、扩散是由于分子运动引起的;但布朗运动是固体小颗粒的运动,二者不是同一种运动;故B错误;
C、吸收了热量的物体,可能同时对外做功,内能可能减小;故C错误;
D、第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但是却违背了热力学第二定律,故它不可能制成;故D正确;
故选:A D
如图所示,气缸放置在水平地面上,缸内封闭一定质量的气体,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
解析
解:根据热力学第一定律,有:△U=Q+W ①
根据题意可知气体体积膨胀对外做功为-p0Sh,外界对气体做功代数和为:W=Pt-p0Sh ②
因为放出热量,所以为-Q ③
联立①②③解得:△U=Pt-p0Sh-Q
故选D
(1)如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距H.现通过电热丝缓慢加热气体,活塞逐渐上升,活塞与缸壁间摩擦不计.下列说法正确的是______
A.上述过程气体做等压膨胀,温度升高
B.上述过程气体做绝热膨胀,温度升高
C.气体的吸收热量大于它对外做功,内能增加
D.气体吸收的热量等于它对外做功,内能不变
(2)在上小题中,已知该理想气体摩尔质量为μ,在加热之前该气体的密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,求容器内理想气体的分子数n和加热之前分子间的平均距离d(忽略电热丝体积大小).
正确答案
解析
解:(1)封闭气体发生等压膨胀,可根据盖•吕萨克定律列式知温度上升,内能增加,由热力学第一定律公式知,气体的吸收热量大于它对外做功.
故选:AC
(2)体积为V=HS的气体,质量为:M=ρV=ρHS…①
分子个数为:N=… ②
解①、②得:N=…③
设相邻的两个分子之间的平均距离为d,将分子视为球形,每个分子的体积为:V0==
πd3
联立得:d=
答:气体分子数为,分子间距为
如图所示,弹簧一端固定于水平面上,另一端与质量为m的活塞拴接在一起,开口向下、质量为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体.气缸和活塞均可与外界进行热交换.若外界环境的温度缓慢降低,则封闭气体的体积将______(填“增大”、“减小”或“不变”),同时将______(填“吸热”、“放热”或“既不吸热,也不放热”).
正确答案
解析
解:对活塞进行受力分析,根据平衡条件得气体的压强不变,
根据理想气体状态方程,=恒量,压强不变,温度减小,所以体积逐渐减小;
外界对气缸系统做正功,由于外界温度逐渐降低,故气体会降温,所以气体内能减小,
根据热力学第一定律△U=W+Q,W>0,△U<0,所以Q<0,即放热.
故答案为:减小,放热.
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