- 能量的守恒与耗散
- 共3716题
一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起,(若不计气泡内空气分子势能的变化)则( )
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,由公式△U=W+Q知须从外界吸收热量,且吸收的热量等于对外界所做的功.B正确.
故选B
启动汽车行驶一段路程的过程中,我们往往发现轮胎硬度增大.此过程中关于轮胎中的气体(轮胎不漏气)以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:汽车行驶一段时间后,由于和地面的摩擦导致轮胎温度升高,因此轮胎内气体内能增加,由于气体体积膨胀,因此气体对外做功,故A错误,B正确;
温度升高被封闭气体的分子平均动能增加,但是每个分子动能变化不确定,同时体积增大,质量不变,气体密度将减小,故CD错误.
故选B.
某登山爱好者,将封有一定质量理想气体的密封软塑料袋从气温为20℃的山脚带到气温为10℃的山顶(假设大气压强不变),密封塑料袋里的气体( )
正确答案
解析
解:将封有一定质量空气的密闭塑料袋从山底移动到山顶时,根据=C可知其体积减小,温度是分子平均动能的标志,由于山顶温度低,因此分子平均动能小.
故选:B
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、做功和热传递是改变物体内能的两种不同的物理过程.故A正确;
B、做功和热传递在改变物体内能上是等效的,但是对物体做功与对物体传热的本质是不同的,故B错误;
C、热量是热传递过程中,是温度高的物体向温度低的物体或物体温度高的部分向温度低的部分转移的内能的过程.故C错误;
D、热量是热传递过程中,是温度高的物体向温度低的物体或物体温度高的部分向温度低的部分转移的内能的过程的量度,与物体的温度的高低无关.故D错误.
故选:A
下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、物质微粒的大小不会因物态变化而发生变化,水蒸气中水分子之间的距离比水分子的直径大得多,摩尔体积与分子体积的比等于阿伏伽德罗常数仅适用于液体与固体物质,摩尔质量比分子质量等于阿伏伽德罗常数适用液体、固体和气体,故A正确,B错误;
C、一定质量的理想气体,压强增大时,其温度可以降低,其内能减小,故C错误;
D、对一定质量的理想气体加热时,气体可以通过热传递向外传热,使其温度降低,内能减小,故D错误.
故选A.
一定质量的理想气体膨胀对外做功100J,同时从外界吸收了120J的热量,则( )
正确答案
解析
解:气体对外做功,一定是体积膨胀;
由热力学第一定律得:△U=W+Q=-100J+120J=20J,
则气体内能增加了20J;内能增加,温度升高.
故选:D.
空气压缩机在一次压缩中,活塞对空气做了3.0×105J的功,空气的内能增加了2.0×105J,则在这一过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:活塞对空气做了3.0×105J的功,故W=3.0×105J;
空气的内能增加了2×105J,故△U=2×105J.
根据热力学第一定律,有:Q=△U-W=-1×105J;
即空气对外界放出的热量是1×105J;
故选:D.
如图所示,在竖直放置的圆柱形气缸内用活塞密封一部分气体,气缸壁的质量为m,气缸的横截面积为s,活塞与气缸壁间无摩擦,外界大气压强恒为p0,当气体从外界吸收热量Q后,活塞上升高度h后再次平衡,则在此过程中( )
正确答案
解析
解:以活塞为研究对象,根据平衡条件得:
pS=mg+P0S
解得:P=p0+
气体对外做功为:
W=PSh=(P0+)S•h=(P0S+mg)h
根据热力学第一定律△U=W+Q得:
△U=Q-W=Q-(P0S+mg)h
故选:BD.
气缸中装有某种气体,下列哪种变化一定能使这部分气体的内能增加( )
正确答案
解析
解:A、放出热量,外界对气体,则Q<0,W>0,根据热力学第一定律△U=Q+W分析可知,内能可能增大,可能减小,也可能不变.故A错误.
B、放出热量且对外做功,则Q<0,W<0,根据热力学第一定律△U=Q+W分析可知,△U<0,内能一定减小,故B错误.
C、吸收热量且外界对这部分气体做功,则Q>0,W>0,根据热力学第一定律△U=Q+W分析可知,△U>0,内能一定增大,故C正确.
D、吸收热量且对外做功,Q>0,W<0,根据热力学第一定律△U=Q+W分析可知,内能可能增大,可能减小,也可能不变.故D错误.
故选C
空气压缩机在一次压缩中,活塞对空气做了3.5×105J 的功,同时空气的内能增加2.8×105J,问在这个过程中,空气向外界传递的热量是多少?
正确答案
解析
解:由题:活塞对空气做了3.5×105J的功,W=3.5×105J.空气的内能增加了2.8×105J,△U=2.8×105J.
根据热力学第一定律△U=W+Q得
Q=△U-W=2.8×105J-3.5×105J=-7×103J<0,即空气向外界传递的热量是7×103J.
答:空气向外界传递的热量是7×103J.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由热力学第二定律知内能不能全部转化为机械能而不引起其它变化,A错误;
B、一定量气体,在等温膨胀的过程中,内能不变,对外做功,压强减小,吸收热量,B正确;
C、分子力是短程力,分子之间是存在作用力,但是分子间距离超过分子直径10倍时,分子间作用力几乎不存在了,C错误.
D、已知某气体的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则气体的分子所占的体积为v0=,D错误;
故选:B
如图所示,用光滑的活塞密闭一定质量的理想气体.现在活塞上放一重物M,当重物M与活塞接触后,活塞在下落至最低点的过程中,气体的内能将(保持气缸内气体的温度不变)( )
正确答案
解析
解:由题意,气体的温度不变,由于一定质量的理想气体的内能只与温度有关,所以气体的内能不变化.故AB错误,C错误.
故选:C.
如图所示,固定在地面上的水平气缸内由活塞B封闭着一定量的气体,气体分子之间的相互作用力可以忽略.假设气缸壁的导热性能很好,环境的温度保持不变.若用外力F将活塞B缓慢地水平向右拉动,则在拉动活塞的过程中,关于地气缸内气体的下列结论,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:因气缸导热,气体的温度不变,故气体的分子平均动能不变,内能不变;但由于气体压迫活塞,故气体对外做功,则由热力学第一定律可知,气体应吸热,且吸收的热量等于对外做功;气体的体积增大,则单位体积内的分子数减小;因体积增大,温度不变,故气体的压强减小,故AD均错误BC正确;
故选:BC.
如图所示,绝热气缸封住一定质量的理想气体,竖直倒放于水平地面,活塞质量不可忽略,不计摩擦.现把气缸稍微倾斜一点重新达到平衡,则( )
正确答案
解析
解:C、D、当气缸竖直放置时,对活塞受力分析如图,
所以,P0S=G+PS ①
即外界大气压力等于重力与内部气体产生的压力之和.
当气缸倾斜时活塞受力如图,
此时:Gcosθ+P1S=P0S ②
由①②可知,P1>P,即末状态压强大于初状态,故C正确,D错误.
A、B、整个过程是绝热变化,由PV=C可知,压强增大时,体积减小,故密度变大,外界对气体做功,根据热力学第一定律知内能增大,故A正确,B错误.
故选:AC.
[选修3-3]
(1)汽车是一种将内能转化为机械能来工作的机器.有人总想将汽车发动机的工作效率提升到100%,根据我们所学的热学知识可知,这是不可能的,这种想法违背了______.(选填“热力学第一定律”、“热力学第二定律”、“热力学第三定律”)
(2)一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化.已知VA=0.3m3,TA=TC=300K、TB=400K.
①求气体在状态B时的体积.
②没A→B过程气体吸收热量为Q,B→C过 气体 放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小说明原因.
正确答案
解析
解:
(1)有人总想将汽车发动机的工作效率提升到100%,没有违反能量转化和守恒定律,也就不违反热力学第一定律,但违反了物理过程的方向性,即违反了热力学第二定律.
(2)①设气体在B状态时的体积为VB,A→B过程为气体发生等压变化,由盖--吕萨克定律得,
,代入数据得VB=0.4m3.
②由题,TA=TC,所以气体A到B过程增加的内能与B到C减小的内能相同.而AB过程气体对外做正功,B→C过程气体不做功,由热力学第一定律可知,Q1>Q2.
故答案为:(1)热力学第二定律.(2)①气体在状态B时的体积为0.4m3.Q1>Q2.
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