- 能量的守恒与耗散
- 共3716题
若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变,则在此过程中关于气泡中的气体,下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、根据理想气体的特点可知,由于分子之间的距离比较大,分子间的作用力忽略不计,故A错误;
BC、因气泡在上升过程中温度不变,平均动能不变,平均速率不变,BC错误;
D、体积膨胀,克服外力做功,该过程是不可逆的过程,气体组成的系统地熵增加.故D正确.
本题选择错误的,故选:ABC.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、被压缩的物体其分子之间同时存在相互作用引力与斥力,故A错误;
B、布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动,不是液体分子的运动,故B错误;
C、热量不可能自发地由低温物体传到高温物体,故C正确;
D、理想气体体积变大时对外做功,气体可能吸热,也可能放热,还可能既不吸热也不放热,故D错误;
故选C.
如图所示,竖直放置的粗细均匀的U形管,右端封闭有一段空气柱,两管内水银面高度 差为h=19cm,封闭端空气柱长度为L1=40cm.为了使左、右两管中的水银面相平,(设外界大气压强P0=76cmHg,空气柱温度保持不变)试问:
①需从左管的开口端再缓慢注入高度多少的水银柱?此时封闭端空气柱的长度是多少?
②注入水银过程中,外界对封闭空气做______(填“正功”或“负功”或“不做功”)气体将______(填“吸热”或“放热”).
正确答案
解析
解:①以cmHg为单位,水银柱的初始压强为:(p0-h)cmHg;压缩后的压强为p0;
等温压缩,根据波义耳定律,对空气柱有:
(p0-h)SL1=p0SL2
得L2=30cm
重新平衡后,两侧水银面等高,气体长度缩短10cm,故需要再注入10+19+10=39cm的水银柱;
②气体被压缩,是外界对气体做功正功;
气体温度不变,内能不变,根据热力学第一定律公式△U=W+Q,气体对外放热;
答:①需需要再注入39cm的水银柱;此时封闭端空气柱的长度是30cm;
②注入水银过程中,外界对封闭空气做正功,气体将放热.
如图所示,某种自动洗衣机进水时,洗衣机缸内水位升高,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气(可视为理想气体),通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量.
(1)若进水前细管内空气的体积为V0,压强为P0,当洗衣缸内水位缓慢升高(假设细管内空气温度不变),被封闭空气的压强变为αP0时(α>1),计算细管内的进水量并从微观角度解释被封闭空气压强变化的原因.
(2)在上述封闭空气体积变化的过程中,外界对空气做了0.6J的功,则空气______ (选填“吸收”或“放出”)了______ J的热量;当洗完衣服缸内水位迅速降低时,则空气的内能______ (选填“增加”或“减小”).
正确答案
解析
解:(1)设细管的进水量为V,则由玻意耳定律得:
P0V0=αP0(V0-V)
解得V=V0
气体的温度保持不变,则分子的平均动能不变,体积减小,则气体分子的密集程度增大,所以气体的压强增大.
(2)由公式U=Q+W知,温度不变则U=0,W=0.6J,Q=-0.6J,负号说明空气放出了0.6J的热量;缸内水位迅速降低时,则空气的体积膨胀,W<0,瞬间Q=0,所以U<0,即气体内能减小.
故答案为:(1)气体的温度保持不变,则分子的平均动能不变,体积减小,则气体分子的密集程度增大,所以气体的压强增大.
(2)放出 0.6 减小
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、气体的温度升高时,分子的平均动能增大,由=c知气体的压强不一定增大,还与气体体积的变化情况有关,故A错误.
B、气体的体积变小时,单位体积的分子数增多,由=c知气体的压强不一定增大,还与气体温度的变化情况有关,故B错误.
C、压缩一定量的气体,根据热力学第一定律知气体的内能不一定增加,还与热量有关,故C错误.
D、分子a从远处趋近固定不动的分子b,分子力表现为引力,当a到达受b的作用力为零处时,分子力做正功,其动能增大,再向b靠近,分子力为斥力,分子力做负功,其动能减小,所以当a到达受b的作用力为零处时,其动能一定最大,故D正确.
故选:D.
夏天的阳光烤暖了大地,使地面附近的空气变热,形成暖气团升往高空而逐渐膨胀.由于暖气团体积非常大,可不计和外界大气的热交换,则暖气团在上升过程中对外界气体______(填“做正功”、“做负功”或“不做功”),暖气团内部的温度______(填“升高”、“降低”或“不变”).
正确答案
做正功
降低
解析
解:暖气团在上升过程中气体膨胀,对外做正功,由热力学第一定律知内能减小,分子的平均动能减小,故温度降低.
故答案为:做正功,降低
关于“永动机”的下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据热力学第一定律,不消耗任何能量的燃料,却能源源不断地对外做功的机器是绝对不能制造成功的,因为它违背了能的转化和守恒定律.故A正确;
B、C、根据热力学第二定律,不违背能的转化和守恒定律,但是只从单一热源取热,使之完全变为有用功而不产生其他影响的机器是不可能制造出来的.故BC错误;
D、根据热力学第二定律,热效率是百分之百的热机是绝对不可能制造出来.故D正确.
故选:AD
如图所示,绝热气缸固定在水平地面上,气缸内用绝热活塞封闭着一定质量的理想气体,开始时活塞静止在图示位置,现用力使活塞缓慢向右移动一段距离,则在此过程中( )
正确答案
解析
解:
A、由题意可知系统绝热,因此Q=0,气体体积增大,对活塞做正功,根据△U=W+Q可知,气体对外做功,Q=0,因此内能降低,所以温度降低,根据气态方程可知其压强减小,故A错误,B正确;
C、压强减小,缸内气体在单位时间内作用于活塞单位面积的冲量则减小,故C错误;
D、被封闭气体温度降低,体积增大,因此气体分子在单位时间内与活塞碰撞的次数减小,故D正确.
故选BD.
如图所示,吊在天花板下的导热气缸中有一个可无摩擦上下移动且不漏气的活塞A,活塞A的下面吊着一个重物,汽缸中封闭着一定量的理想气体.起初各部分均静止不动,外界大气压保持不变,针对汽缸内的气体,当状态缓慢发生变化时,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由于大气压强不变,对A受力分析可知,被封闭气体压强不变,故A错误;
B、当活塞向下移动时,气体体积增大,外界对气体做负功,故B错误;
C、当缓慢增加重物的质量时,被封闭气体压强变小,温度不变,根据可知,气体体积增大,温度不变内能不变,体积增大,对外做功,由△U=W+Q可知,气体吸热,故C正确;
D、重物的质量缓慢增加,被封闭气体压强变小,根据可知,要保持体积不变,温度要降低,即内能减小,故D正确.
故选CD.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、布朗运动就是固体颗粒的运动,间接反映了液体分子的无规则运动,A错误;
B、改变内能的方式有做功和热传递,若只有外界对物体做功时,物体的内能一定发生变化,B错误;
C、质量一定的理想气体,当温度升高时,它的内能一定增大,C正确;
D、质量一定的理想气体,当温度升高的同时压强增大,它的体积不一定增大,D错误;
故选:C.
关于热现象和热学规律,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的运动,不是液体分子的热运动,固体微粒运动的无规则性,反映了液体分子运动的无规则性,故A错误;
B、第二类永动机不可能制造成功的原因没有违背能量转化和守恒定律,而是违反了热力学第二定律.故B错误.
C、由题,W=2.0×105J,Q=-1.5×105J,根据热力学第一定律得:△U=Q+W=0.5×105J,则内能增加了0.5×105J.故C正确.
D、利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机,根据能量守恒定律得知可以将海水的一部分内能转化为机械能.故D正确.
故选CD
关于改变物体内能的途径,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:做功和热传递均可以改变物体的内能;故C正确,ABD错误;
故选:C.
若一物体放出热量,那么它的温度将( )
正确答案
解析
解:物体放热时内能减小,温度不一定降低;如晶体在凝固的过程中,虽然继续放热,但温度是不变的.
故ABD错误,C正确
故选:C.
下列有关物体内能改变的判断中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、C、外界对物体做功,根据热力学第一定律△U=W+Q可知,内能不一定增加,还与热传递情况有关.若没有热传递Q=0,内能一定增加,故A错误,C正确.
B、外界向物体传递热量,根据热力学第一定律△U=W+Q可知,内能不一定增加,还与做功情况有关.故B错误.
D、物体向外放热,若同时物体对外界做功,根据热力学第一定律△U=W+Q可知,内能将减小,故D错误.
故选:C
如果一位体重为 70kg的运动员某次训练的排汗量是0.3kg,而且这些汗水都从运动员身上蒸发掉而没有流掉,这将导致运动员的体温降低多少?已知常温下水的汽化热是2.4×106 J/kg.人体的主要成分是水,可以认为人体的比热容与水的比热容相等.
正确答案
解析
解:由公式Q=cm△t
得℃
答:运动员的体温降低2.4°C
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