- 能量的守恒与耗散
- 共3716题
我国“神七”航天员的漫步太空已变成现实.“神七”航天员漫步太空,此举震撼世界,意义重大.其中,飞船在航天员出舱前先要“减压”,在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”,因此飞船将此设施专门做成了一个舱,叫“气闸舱”,其原理图如图所示,两个相通的舱A、B间装有阀门K,指令舱A中充满气体,气闸舱B内为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后,A中的气体进入B中,最终达到平衡,则( )
正确答案
解析
解:A、B、气体自由膨胀,没有对外做功,故内能不变,故A错误,B错误;
C、气体自由膨胀,没有对外做功,故内能不变,温度也不变,故C错误;
D、一切宏观热现象均具有方向性,故B中气体不可能自发地全部退回到A中,故D正确;
故选:D.
(1)远古时代,取火是一件困难的事,火一般产生于雷击或磷的自燃.随着人类文明的进步,出现了“钻木取火”等方法.“钻木取火”是通过______方式改变物体的内能,把______转变成内能.
(2)某同学做了一个小实验:先把空的烧瓶放入冰箱冷冻,一小时后取出烧瓶,并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图,这是因为烧瓶里的气体吸收了水的______,温度______,体积______.
正确答案
做功
机械能
热量
升高
增大
解析
解:(1)“钻木取火”是通过做功方式改变物体的内能,通过做功把机械能转变成内能.
(2)由于热水的温度较高,将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球吸收了热水的热量,温度升高,体积增大,逐渐膨胀起来.
故答案为:(1)做功,机械能;(2)热量,升高,增大.
一定质量的理想气体,在温度不变的条件下,设法使其压强增大,则在送一过程中( )
正确答案
解析
解:A、气体的温度不变,使其压强增大,玻意耳定律PV=c可知,其体积减小,外界对气体做功,气体的密度增大.故A正确,C正确
B、气体的温度不变,气体分子的平均动能不变,故B错误
D、气体体积减小,外界对气体做功,气体温度不变,内能不变,由热力学第一定律可知,气体要对外放出热量,故D错误.
故选AC.
将活塞快速向下推动,若在压缩气体过程中,气体内能增加1.5J,气体放出的热量为1.4J,则外界对气体做功是( )
正确答案
解析
解:气体内能增加△E=1.5J,气体放出的热量为Q=-1.4J,
根据热力学第一定律知,△E=W+Q.
所以W=△E-Q=1.5J-(-1.4J)=2.9J.选项B正确.
故选:B
(2015春•宜兴市校级期末)一定质量的理想气体在发生状态变化时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、等容加热的过程中气体的体积不变,气体吸收的热量全部转化为气体的内能,所以气体内能增加.故A正确;
B、温度是分子的平均动能的比值,而气体的分子势能忽略不计,所以恒温加热,气体的内能不变.故B错误;
C、等容降温,的过程中气体的体积不变,气体放出热量,内能减少.故C正确;
D、根据理想气体的状态方程:=C可知,等压升温的过程中气体的体积增大,所以气体对外做功;而气体的温度升高,则内能增加.故D正确,
故选:ACD
下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、温度是分子平均动能的标志,温度越高,表示分子平均动能越大,与气体的压强无关.故A错误.
B、根据热力学第二定律,自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,故B正确.
C、根据热力学第一定律△U=Q+W可知,一定质量的理想气体外界对理想气体做正功,若同时气体放出热量,气体的内能不一定增大,故C正确.
D、温度是分子平均动能的标志,是大量分子运动的统计规律,对单个的分子没有意义.故D错误.
故选:BC.
一定量气体,吸热200J,内能减少20J,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:吸热Q=200J,内能减少△U=-20J,由热力学第一定律知W=△U-Q=-20-200=-220J,气体对外做功220 J
故选:B
关于热力学定律,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、有些能量耗散以后将不能再利用,A错误;
B、利用浅层和深层海水的温度差可以制造一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能,B正确;
C、冰箱可以通过耗电使热量由温度较低的冰箱内向温度较高的冰箱外转移,C错误;
D、由热力学第二定律知与热现象有关的宏观过程具有方向性,D错误;
故选:B
如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,开始时封闭的空气柱长度为22cm,现用竖直向下的外力F压缩气体,使封闭的空气柱长度变为2cm,人对活塞做功l00J,大气压强为P0=1×105Pa,不计活塞的重力.问:
①若用足够长的时间缓慢压缩,求压缩后气体的压强多大?
②若以适当的速度压缩气体,向外散失的热量为20J,则气体的内能增加多少?(活塞的横截面积S=1cm2)
正确答案
解析
解:①设压缩后气体的压强为P,活塞的横截面积为S,l0=22cm,l=2cm,V0=l0S,V=LS.缓慢压缩,气体温度不变,由玻意耳定律:
P0V0=pV
解得:p=1.1×106Pa
②大气压力对活塞做功 W1=p0S(l0-l)=2J,人做功W2=l00J,
由热力学第一定律:
△U=W1+W2+Q
将Q=-20J等代人,
解得:△U=82J
答:
①若用足够长的时间缓慢压缩,压缩后气体的压强为1.1×106Pa.
②若以适当的速度压缩气体,向外散失的热量为20J,则气体的内能增加82J.
一个带活塞的气缸内盛有一定量的气体.若此气体的温度随其内能的增大而升高则( )
正确答案
解析
解:A、将热量传给气体,因改变内能有两种方式:做功和热传递,根据热力学第一定律判断可知,气体的内能不一定增大,则其温度不一定升高.故A错误.
B、压缩气体,外界对气体做功,内能不一定增大,则温度不一定升高.故B错误.
C、压缩气体,外界对气体做功,同时气体向外界放热,根据热力学第一定律可知,内能可能增大、可能不变,也可能减小,则其温度变化是不确定的.故C错误.
D、压缩气体,外界对气体做功,同时将热量传给气体,根据热力学第一定律可知,内能一定增大,温度一定升高.故D正确.
故选D
如图所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体,Q为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则( )
正确答案
解析
解:A、气体膨胀,因为右边是真空,所以不对外做功,绝热过程,故由热力学第一定律可得,气体的内能不变,温度就不变,体积增大,压强减小,故AB错误C正确;
D、由热力学第二定律可知,Q中的气体不可能自发的全部退回到P中,故D正确;
故选:CD.
一定质量的理想气体其体积V与温度T的关系图象如图所示,其中bc与V轴平行,cd与T轴平行,则a→b过程气体______(填“吸热”或“放热”);b→c过程中气体的压强______(填“增加”、“减小”或“不变”).
正确答案
解析
解:由图可知,a-b过程中气体的温度升高,体积增大,气体对外做功,吸收热量;
b-c过程中,温度不变,体积减小,根据理想气体的状态方程可知,压强一定增大;
故答案为:吸热;增加.
关于热力学定律,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据热力学第三定律的绝对零度不可能达到可知A错;
B、根据热力学第二定律,物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功而引起其他变化是可能的,当然会产生其他变化,故B对.
C、物体从外够外界吸收热量同时对外做功,根据能量守恒定律可知内能可能增加、减小和不变,C错;
D、压缩气体,外界对气体作正功,气体同时可能向外释放热,根据能量守恒定律可知物体内能可能减少、温度降低,D错;
故选B.
人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体的内能是指物体内所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和,由于分子永不信息地做无规则运动,所以一切物体在任何情况下都具有内能.故A错误.
B、由于乙室为真空,甲室中的气体进入乙室时不需要做功,容器又不导热,所以根据热力学第一定律可知甲室中气体的内能不变,则当气体重新达到平衡时,其温度仍为T,故B正确.
C、我们感到空气很潮湿时,是因为这时空气的相对湿度较大,故C错误.
D、由于液体表面层里的分子比较稀疏,分子间的距离大于平衡距离r0,分子力表现为引力,产生表面张力,从而使液体表面绷紧,故D正确.
故选:BD.
(1)下列说法:正确的是______.
A.由阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度,可以估算般该种气体分子的大小
B.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动就越明显
C.分子间的引力随分子间距离的增大而增大,分子间斥力随分子间距离的增大而减小
D.根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体
(2)如图所示,气缸内封闭一定质量的某种理想气体,活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡,已知活塞距缸口0.2m,活塞面积10cm2,大气压强1.0×105Pa,物重50N,活塞质量及一切摩擦不计,缓慢升高环境温度,使活塞刚好升到缸口,封闭气体吸收了60J的热量,则封闭气体的压强将______(选填“增加”、“减小”或“不变”),气体内能变化量为______J.
正确答案
解析
解:(1)A、只要知道液体、固体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数,则摩尔体积除以阿伏伽德罗常数就是液体、固体分子的体积,但是对于气体,无法求出气体分子的体积,可以求出气体所占的空间,故A错误;
B、悬浮在液体中的固体微粒越小,来自各方向的撞击抵消的越少,则布朗运动就越明显,故B正确;
C、分子之间的引力和斥力随着距离的变化规律是相同的,但是距离对斥力的影响大,故C错误;
D、在引起其他变化的情况下,热量可以从低温物体传递到高温物体,故D错误.
故选B.
(2)由于活塞缓慢运动,因此所受合外力为零,故被封闭气体压强不变,其大小为:.
气缸内气体膨胀过程中对外做功为:W=PSh=10J
根据热力学第一定律有:△U=W+Q=60J-10J=50J
故答案为:不变,50J.
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