- 能量的守恒与耗散
- 共3716题
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当外界对物体做功时,根据热力学第一定律△U=Q+W可知,物体的内能不一定增大,还与热量有关.故A错误.
B、相对湿度,指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比,相对湿度越大,空气中水蒸气就越接近饱和.故B正确.
C、卢瑟福通过原子核人工转变的实验,发现了质子.故C错误.
D、当分子间距离增大时,分子力不一定减小,分子势能不一定增大.故D错误.
故选B
如图,活塞将一定质量的理想气体封闭于导热汽缸中,活塞可沿气缸内壁无摩擦滑动.通过加热使气体温度从T1升高到T2,此过程中气体吸热12J,气体膨胀对外做功8J,则气体的内能增加了______ J;若将活塞固定,仍使气体温度从T1升高到T2,则气体吸收的热量为______J.
正确答案
4
4
解析
解:由热力学第一定律公式△U=W+Q=12-8=4J,知气体的内能增加了4J;
若将活塞固定W=0,仍使气体温度从T1升高到T2,气体内能的增量相同,根据热力学第一定律知,气体吸收的热量全部用来增加内能,所以仍然是4J.
故答案为:4 4
关于对永动机的认识,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:第一类永动机是不可能制成的,因为它违背了能量守恒定律;第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反了热力学第二定律,内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因.故ABD错误,C正确.
故选:C.
一定质量的某种理想气体,在某个过程中放出热量而温度保持不变,则该过程中气体( )
正确答案
解析
解:A、理想气体温度不变,内能就不变,根据热力学第一定律得放出了热量,外界就一定会气体做功,即压缩气体,体积减小.质量不变,所以密度增大,故ABC错误;
D、一定质量的理想气体,温度保持不变,体积减小,根据气体状态方程知气体的压强增大,故D正确
故选D.
关于温度、热量、和内能,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、内能取决于物体的物质的量、温度及体积,故温度高的物体内能不一定大;故A错误;
B、热量是指物体在热交换时转移的能量,温度高,热量不一定多;故B错误;
C、内能少的物体温度可能高,故内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体;故C正确;
D、物体的温度不变时,可以外界对物体做功,内能可能变化;故D错误;
故选:C.
封有理想气体的导热气缸开口向下被竖直悬挂,活塞下系有钩码P,整个系统处于静止状态,如图所示.若大气压恒定,系统状态变化足够缓慢.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、气体压强不变,温度升高,分子的平均速率增大,每次撞击产生的撞击力增大,同时温度升高,则体积增大,为了保持单位面积上的力不变(压强不变)因此单位时间内单位面积的器壁上受到的气体分子撞击次数将减小,故A错误;
B、增加砝码个数,被封闭气体压强减小,温度不变,因此体积将增大,根据△U=W+Q可知,体积增大对外做功,温度不变,内能不变,故将吸收热量,故B错误;
C、若外界大气压降低则被封闭气体压强降低,温度不变,内能不变,体积增大对外做功,根据△U=W+Q可知气体将吸收热量,故C正确;
D、温度升高,气体的平均动能增大,这是统计规律,但是具体到个别分子,动能的变化是不能确定的,故D错误.
故选C.
一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量,同时气体对外做了 6×105 J的功,不计气体分子的热势能.问:
(1)物体的内能增加还是减少?变化量是多少?
(2)分子动能是增加还是减少?
正确答案
解析
解:(1)气体从外界吸热:Q=4.2×105J
气体对外做功:W=-6×105J
由热力学第一定律:△U=W+Q=-1.8×105J
△U为负,说明气体的内能减少了1.8×105J
(2)由于气体分子间的距离较大,分子间的相互作用力近似为零,所以气体的内能由气体的质量和温度(分子的动能)决定.本题中物化的内能减少,所以其分子的动能一定减少.
答:(1)物体的内能减少了1.8×105J
(2)分子的动能一定减少.
质量一定的某种理想气体,在压强不变的条件下吸收热量的过程中,温度(T)随加热时间(t)变化关系如图所示.设单位时间所吸收的热量可看作不变.如果把压强不变的条件改为体积不变,则温度升高______(变快、变慢或快慢不变).
正确答案
解析
解:压强不变,温度升高,由气态方程=c知气体的体积增大,气体对外做功,W<0;
体积不变时,不做功,W=0,由热力学第一定律△U=W+Q知,单位时间所吸收的热量不变时,气体内能增加更多,所以温度升高变快.
故答案为:变快.
下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、气体分子之间的距离很大分子力近似为零,分子势能也近似为零,气体如果失去了容器的约束就会散开,是由于分子杂乱无章运动的结果,故A错误;
B、一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽时,吸收热量,内能增加,由于分子平均动能不变,因此分子势能增加,故B正确;
C、根据气态方程可知对于一定量的气体,如果压强不变,体积增大,温度一定升高,气体内能由温度决定,因此内能一定增加,同时气体对外做功,根据热力学第一定律可知:气体一定从外界吸热.故C正确;
D、气体温度升高,气体分子的平均动能增大,如果气体分子总数不变,但气体的体积如何变化不确定,所以单位体积内的分子数可能增大、可能不变,也减少,所以压强可能增大大,可能减小,也可能不变,D错误;
故选:BC.
某一密闭容器中密封着一定质量的某种实际气体,气体分子间的相互作用力表现为引力.关于实际气体的下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解;A、气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的.在完全失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁的顶部有作用力,故A错误.
B、若气体膨胀对外界做功,分子之间的距离增大,需要克服气体分子之间的吸引力做功,则分子势能一定增大,故B正确.
C、若气体被压缩,外界对气体做功,若气体同时对外做功,则气体内能不一定增加.故C错误.
D、若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功,气体的内能不变,而分子势能一定增大,则气体分子的平均动能一定减小.故D正确.
故选:BD
做功和热传递是改变物体内能的两种方式.下列方法中,属于做功改变物体内能的是( )
正确答案
解析
解:A、炉火上壶水升温是因为炉火的温度高于水的温度,从而发生了热传递;故A错误;
B、柴油机气缸内的气体被压缩,故压缩机对气体做功,气体增加内能,故正确;
C、物体在阳光下晒热是因为物体吸引了太阳的热量,故属于热传递,故C错误;
D、铁块放入水中时,由于铁块的温度高于水的温度,发生了热传递现象,故D错误;
故选B.
如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:从分子势能图象可知,
A、当r=r2时分子处于平衡位置,当r>r2时,表现为引力,随分子间距离的增大,分子势能增大,分子力做负功.故A错误.
B、当r=r1时,分子间表现为斥力,不为零,故B错误.
C、分子势能最小时,即r=r2时分子间的引力等于斥力,分子间作用力为零,故C正确.
D、当在r由r1变到r2的过程中,分子势能减小,分子间的作用力做正功,故D错误.
故选:C.
一个气泡(气泡内空气视为理想气体)从恒温水槽的底部缓慢向上浮起,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.故C正确.ABD错误;
故选:C
在研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体作为研究对象,叫做气团.气团直径可达几千米.由于气团很大,其边缘部分与外界的热交换相对于整个气团的内能来说非常小,可以忽略不计.气团从地面上升到高空后温度可降低到-50℃.关于气团上升过程的下列说法中正确的是 ( )
正确答案
解析
解:地面的气团上升到高空的过程中压强减小,气团膨胀,对外做功,W<0.由于气团很大,边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响,可以忽略,即Q=0.根据热力学第一定律△U=W+Q得知,△U<0,内能减少,温度降低.
故选C
一定量的气体内能增加了3×105J.
(1)若吸收了2×105J的热量,则是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做了多少焦耳的功?
(2)若气体对外界做了4×105J的功,则是气体放热还是从外界吸热?放出或吸收的热量是多少?
正确答案
解析
解:(1)由热力学第一定律可知:
△U=W+Q;
则解得:W=3×105J-2×105J=1×105J;外界对气体做功;
(2)若气体对外界做了4×105J的功,同理得:
Q=△U-W=3×105-(-4×105)=7×105J;
表示气体吸收热量;
答:(1)外界对气体做功1×105J (2)气体从外界吸热7×105J
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