- 热力学第一定律
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(1)奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成,当稳压阀打开以后,燃气以气态形式从气罐里出来,经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧.则以下说法中正确的是______.
A.燃气由液态变为气态的过程中要对外做功
B.燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少
C.燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程
D.燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用
(2)如图所示,绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分,S与气缸壁的接触是光滑的.两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互作用可忽略不计.现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后,a、b各自达到新的平衡状态.试分析气体b的压强、温度、内能的变化情况.
正确答案
解析
解:(1)A、B燃气由液态变为气态的过程中体积增大,要对外做功,分子势能增大,故A正确,B错误;
C、燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程,故C正确.
D、燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量变为品质低的大气内能,能量耗散了,很难再被利用,故D错误;
故选AC
(2)气缸和隔板绝热,电热丝对气体a加热,气体a温度升高,压强增大,体积增大.气体a对气体b做功,气体b的体积减小,压强增大,温度升高,内能增大.
答:
(1)AC;
(2)气体b压强增大,温度升高,内能增大.
如图是右端开口的圆筒形容器封闭一定质量的理想气体,容器绝热,灰色活塞可以自由滑动,当活塞在外力作用下由M位置移动的M′位置的过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、外界对气体做功,绝热压缩,故内能增大,温度升高,故分子热运动的平均动能增大,故AB错误D正确;
C、气体绝热压缩,温度升高,分子热运动的平均动能增大,分子数密度也增大,故气体压强一定增大,故C错误;
故选:D
一定质量的某种理想气体的体积V与热力学温度T的关系图象如图所示,气体在状态A 时压强p0=1.0×105Pa、体积V0=800cm3,线段AB与V轴平行,BC延长线过坐标原点O.
①求该气体状态B时的压强;
②已知该气体从状态B变化到状态C过程中,向外界放热60J,求该过程中气体内能的变化量.
正确答案
解析
解:①A到B是等温变化,压强和体积成反比,根据玻意耳定律有:
AA=BB
解得:B=5×104 Pa
②状态至状态过程是等压压缩过程,外界对气体做功:
W=B△=40J
根据热力学第一定律有:
△U=W+Q=40J+(-60J)=-20J,即内能减小20J.
答:①该气体状态B时的压强5×104 Pa;
②该过程中气体内能减小20J.
关于一定质量气体的状态变化(气体分子间的作用力忽略不计),以下过程可能实现的是( )
正确答案
解析
解:A、绝热气缸内的气体被压缩,外界对气体做功,由热力学第一定律△U=W+Q,分析得知内能一定增加.故A错误.
B、气体等温膨胀的过程中,由=c知,压强应减小.故B错误.
C、气体温度升高,体积不变,气体发生等压变化是可能实现的.故C正确.
D、气体的压强增大,体积不变,由=c知,温度升高,内能必定增大.故D错误.
故选C
在一个恒定标准大气压p=1.0×105Pa下,水在沸腾时,1g水由液态变成同温度的气态,其体积由1cm3变为1 701cm3.已知水的汽化热为L=2 264J/g,则体积膨胀时气体对外做的功为______;气体吸收的热量为______.
正确答案
解析
解:已知水的汽化热为L=2264J/g.1g的水由液态变成同温度的气态,则气体吸收的热量是2264J.
在一个恒定标准大气压P=1.0×105 Pa下,其体积由1.0cm3变为1701cm3.
所以体积膨胀时气体对外做的功为W=P0△V=1.0×105×(1701-1)×10-6J=170J
故答案为:170J,2264J.
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