- 能量的守恒与耗散
- 共3716题
空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对空气做了2.0×105J的功，同时空气内能增加了1.5×105J，这时空气向外界传递的热量是______．
正确答案
5.0×104J
解析
解：由题：活塞对空气做了2×105J的功，即为：W=2×105J．
空气的内能增加了1.5×105J，即为：△U=1.5×105J．
根据热力学第一定律△U=W+Q得：Q=△U-W=1.5×105J-2×105J=-5.0×104J＞0，
即空气向外界放出热量为5.0×104J．
故答案为：5.0×104J
正确答案
解析
解：打开卡子，气体体积膨胀对外做功，所以W＜0，
由热力学第一定律△U=W+Q，可知气体内能减小，温度降低．
故选C．
正确答案
解析
解：活塞不固定，气体发生等压变化，气体吸收的热量，用于增加气体的内能和对外膨胀做功，内能增大，温度升高，根据理想气体状态方程知压强减小．
故选：B
湖水深10m，上下水温可认为相同，在湖底形成体积为1cm3的气泡，当气泡上升到湖面时的体积是多大（大气压强取1×105Pa，湖水密度取1×103kg/m3）？气泡在上升的过程中是吸热还是放热？简要说明你判断的理由．
正确答案
解析
解：在湖底时，压强为：
水面气压为：P1=P0=1.0×105Pa
根据玻意耳定律，有
P1V1=P2V2
解得：
气体膨胀，对外做功，等温变化，内能不变，根据热力学第一定律公式△U=Q+W，气体吸收热量；
答：当气泡上升到湖面时的体积是2cm3，气泡在上升的过程中是吸热．
关于热现象和热学规律，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、热力学温度与分子的平均动能成正比，分子热运动的平均动能不可能为零，故A错误；
B、热量是不可能自发地从低温物体传递给高温物体的，故B错误；
C、不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；故C错误，D正确
故选D．
正确答案
解析
解：气体由状态A到状态B的过程中，发生等压变化，由盖-吕萨克定律得：
得 VB=
在该过程中，外界对气体做功：W=p（VA-VB）=1.5×105×10-3J=150J
根据热力学第一定律得：△U=Q+W=150+200=350J
答：此过程中气体内能的增量是350J．
空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对空气做了2×105J的功，同时空气的内能增加了2.5×105J．它从外界______的热量为______J．
正确答案
吸收
5.0×104
解析
解：由题：活塞对空气做了2×105J的功，W=2×105J．空气的内能增加了2.5×105J，△U=2.5×105J．
根据热力学第一定律△U=W+Q得
Q=△U-W=5.0×104J＞0，即空气从外界吸收热量5.0×104J．
故本题答案是：吸收；5.0×104J
（1）在气球膨胀过程中，下列说法正确的是______
A．该密闭气体分子间的作用力增大
B．该密闭气体组成的系统熵增加
C．该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的
D．该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和
（2）若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该密闭气体的分子个数为______；
（3）若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了______J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度______（填“升高”、“降低”或“不变”）．
正确答案
解析
解：（1）A、气体膨胀，分子间距变大，分子间的引力和斥力同时变小，故A错误；
B、根据热力学第二定律，一切宏观热现象过程总是朝着熵增加的方向进行，故该密闭气体组成的系统熵增加，故B正确；
C、气体压强是有气体分子对容器壁的碰撞产生的，故C错误；
D、气体分子间隙很大，该密闭气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误；
故选B；
（2）气体的量为：n=
该密闭气体的分子个数为：N=nNA=
（3）气体对外做了0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，根据热力学第一定律，有：△U=W+Q=-0.6J+0.9J=0.3J；
若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，气压气体迅速碰撞，对外做功，内能减小，温度降低
故答案为：（1）B；（2）
将一个封闭的气球浸没在某一盛满水的容器的底部不动，现给容器缓慢加热，在水温上升过程中，气球中的气体做正功还是负功？
正确答案
解析
解：加给容器加热的过程中，由于气体受热膨胀要大于水的膨胀，故气体的体积增大，故气体对外做功；
答：气体对水做正功．
根据热力学定律，下列判断正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、火炉通过能量耗散把品质高的内能传递到大气中去，变为品质低的大气内能，根据热力学第二定律可知，这些能量不可能再全部收集到火炉中，故A错误；
B、自然中的宏观过程既要满足能量守恒又要满足热力学第二定律，故B错误；
C、根据热力学第二定律可知，冰箱的制冷系统能将冰箱内的热量传给外界较高温度的空气，而不引起其他变化是不可能的，故C错误；
D、根据热力学第二定律，气体分子自发的扩散运动只能向着分子均匀分布的方向进行．故D正确．
故选：D
①这段时间内集热箱里的气体吸收的热量；
②照射后箱内气体的温度．
正确答案
解析
解：①由热力学第一定律，得△U=Q-W
所以：Q=△U+W
②吸热过程气体发生等压变化，则：
又大气压对气体做功W=PO（V2-V1）
所以
联立得：
答：①这段时间内集热箱里的气体吸收的热量Q=△U+W；
②照射后箱内气体的温度
正确答案
解析
解：AC、吸附于体表的罐内气体温度高于人体的温度，经一段时间后，温度逐渐与体温接近，即温度降低，内能减小，故A错误，C正确；
B、由于气体的体积不变，故分子的平均距离不变，故B正确；
D、由于气体的体积不变，故气体没有对外做功，故D错误；
故选：BC
正确答案
解析
解：A、分析活塞和气缸受力情况，根据平衡状态可知，它们受到重力和弹簧的弹力的作用，所以弹簧的弹力大小等于二者的重力，与大气压力无关．故A错误；
B、周围环境温度不变，所以气体的温度不变，所以气体的内能不变．由于大气压强增大，所以封闭气体的压强增大，根据气体的实验定律可知，温度不变，压强增大，体积减小，所以外界对气体做功，由热力学第一定可知封闭气体一定放出热量，故B错误C正确；
D、压强增大，体积减小，所以相等时间内碰撞气缸单位面积的分子数一定增大，故D错误．
故选：C．
一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104J，气体对外界做功1.0×104J，则该理想气体的（填选项前的字母）（ ）
正确答案
解析
解：理想气体的内能仅用温度来衡量，由热力学第一定律△U=W+Q△可知，
△U=1.5×104J，即气体内能增加，故温度升高．
因对外做功，体积膨胀，故密度减小．
故选D．
汽缸中气体的压强为5×105Pa，活塞的面积是40cm2，气体做等压膨胀，推动活塞移动了20cm．求：
（1）气体做了多少功？
（2）在做功过程中气体吸热2.0×103J，气体的内能改变了多少？
正确答案
解析
解：（1）由功的公式知：W=FL=pSL=5×105×40×10-4×0.2 J=4.0×102 J
（2）由热力学第一定律知：△E=Q-W=2.0×103-4.0×102 J=1.6×103 J
答：气体做了4.0×102 J的功，在做功过程中气体的内能改变了1.6×103 J．
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