- 能量的守恒与耗散
- 共3716题
一定质量的理想气体,在温度不变的条件下,使其压强增大,则在这一过程中气体( )
正确答案
解析
解:A、气体的温度不变,内能不变,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,由热力学第一定律知气体向外放热.故AB错误.
C、由A知体积减小,分子密度增大.故C正确.
D、温度是分子平均动能的标志,温度不变,分子的平均动能不变,D错误;
故选:C
外界对物体做功100J,物体同时向外放出60J的热量,则物体的内能的变化是______.
正确答案
增加40J
解析
解:根据热力学第一定律△U=Q+W,外界对物体做功100J,物体同时向外放出60J的热量,
根据公式为:△U=Q+W.内能的变化为:△U=Q+W=-60J+100J=40J.
故答案为:增加40J.
一木块从斜面上匀速下滑,在下滑过程中,不考虑木块的热膨胀,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:木块下滑过程中,木块没有发生弹性形变,不考虑弹性势能.
木块下滑过程中,木块的质量不变,速度不变,动能不变.高度减小,重力势能减小.
木块下滑过程中,木块和斜面之间存在摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,内能增大.
物体内能与温度和体积以及质量有关,物体质量不变,体积不变则温度升高,分子平均动能增大.但由于体积不变,故分子势能不变;
由于内能有部分转移给了斜面,故木块的总能量不守恒;故只有AC正确;
故选:AC.
在各处温度相等的液体中,一个小气泡由液体的底层缓慢地升到液面,上升过程中气泡的体积不断增大,则气泡在浮起的过程中( )
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.
根据热力学第一定律可得,△U=W+Q知,气泡内能不变,同时对外做功,所以必须从外界吸收热量.
故选B.
甲、乙两物体相互接触时,如果有热量从甲物体传给乙物体,则( )
正确答案
解析
解:内能传递的方向是从温度高的物体向温度低的物体传递,所以甲、乙两个不同的物体当它们接触后,温度高的物体甲会向温度低的物体乙传递热量,使甲的内能减少,乙的内能增加;所以甲的温度高,甲的分子平均动能比乙的分子平均动能大.
故选:C.
如图所示,两个截面积都为S的圆柱形容器,右边容器高为H.上端封闭,左边容 器上端是一个可以在容器内无摩檫滑动的质量为M的活塞:两容器由装有阀门的极细 管道相连,容器、活塞和细管都是绝热的.开始时阀门关闭,左边容器中装有理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空.现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢 下降,直至系统达到新的平衡.此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍,已知外界大气 压强为P0,求此过程中气体内能的增加量.
正确答案
解析
解:理想气体发生等压变化,气体压强为P,对活塞由:
PS=Mg+P0S
设气体初温为T,活塞下降X,平衡时有:
解得X=
系统绝热,Q=0
外界对气体做功W=PSX
由热力学第一定律△U=Q+W
所以△U=
答:此过程中气体内能的增加量.
一定质量的理想气体,在温度不变条件下,设法使压强增大,则这一过程中( )
正确答案
解析
解:A、一定质量的理想气体,在保持温度不变的条件下,其压强增大,由玻意耳定律PV=C可知:气体体积V减小;由于气体体积减小,分子数密度增大,故A正确
B、气体温度不变,气体分子平均动能不变,故B错误;
C、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C错误,D错误
故选:A.
(选修模块3-3)
(1)下列说法中正确的是______
A.布朗运动的剧烈程度与温度有关,所以布朗运动也叫做热运动
B.彩色液晶显示屏是应用液晶在不同电场中对不同颜色的光吸收强度不同制成的
C.能量耗散说明能量在不断减少
D.热力学第二定律也可以表述为:气体向真空的自由膨胀是不可逆的
(2)将剩有半杯热水的玻璃杯盖子旋紧后经过一段时间,若玻璃杯盖子不漏气,则杯内水蒸汽饱和气压______(填“增大”、“减小”或“不变”),杯内气体压强______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)如图气缸放置在水平地面上,缸内封闭一定质量的理想气体,活塞横截面积为S,外界大气压强为p0,气缸内电热丝热功率为P,测得通电时间t内活塞缓慢向左移动距离为h,气缸向外界放出热量为Q,不计活塞与气缸之间的摩擦,则在时间t内缸内气体内能的变化量为______.
正确答案
BD
减小
减小
Pt-p0Sh-Q
解析
解:(1)A、热运动是分子无规则的运动,而布朗运动并不是分子运动,所以尽管布朗运动的激烈程度跟温度有关,但不能把布朗运动叫做热运动.故A错误.
B、液晶各向异性,对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化,故B正确;
C、能量耗散是指能量的可利用率越来越低,但仍然遵守能量守恒定律.故C错误
D、气体膨胀后,我们必须对气体做功,使之恢复原来的状态,所做的功转化为气体向外界传出的热量,根据热力学第二定律,我们无法通过循环过程再将这热量完全转化为功,所以这个过程是不可逆的.故D正确.
故选BD
(2)经过一段时间后温度降低,因此分子水蒸汽分子内能减小,杯内水蒸汽饱和气压减小,随着温度的降低,杯内水蒸气分子减小,因此其压强降低.
(3)根据热力学第二定律,有:△U=Q+W ①
根据题意可知,外接对气体做功为:W=Pt-p0Sh ②
放出的热量为:Q ③
联立①②③解得:△U=Pt-p0Sh-Q
故答案为:(1)BD (2)减小,减小 (3)Pt-p0Sh-Q
飞机在万米高空飞行时,舱外气温往往在-50℃以下.在研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体(叫做气团)作为研究对象.气团直径可达几千米,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.用气团理论解释高空气体温度很低的原因,可能是( )
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,内能减小,温度降低.
故选C
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、液体容易流动是因为分子间作用力较小,但不是没有作用力;故A错误;
B、水珠液面分子比较稀疏,故分子间相互吸引,而使小水球成球形;故B正确;
C、质量一定的理想气体,当压强不变时,温度升高,体积一定增大;故C错误;
D、由热力学第一定律可知,△U=W+Q=-300+200=-100J,负号说明内能减小100J;故D正确;
故选:BD.
如图所示,在一个质量为M、横截面积为S的圆柱形导热气缸中,用活塞封闭了一部分空气,气体的体积为V0,活塞与气缸壁间密封且光滑,一弹簧秤连接在活塞上,将整个气缸悬吊在天花板上.当外界气温升高(大气压保持为p0)时,则弹簧秤的示数______(填“变大”、“变小”或“不变”),如在该过程中气体从外界吸收的热量为Q,且气体的体积的变化量为
,则气体的内能增加量为______.
正确答案
解析
解:①对整体受力分析,受弹力,大气压力(合力为零),重力.由受力平衡可得:
F=Mg
②对活塞受力分析,其受弹力,外界大气压力,内部大气压力,设内部气体压强为P,则:
F+Ps=P0s
解得:
故体积增大,气缸对外做功为:
由能量转化和守恒可得:
故答案为:不变,.
关于热现象和热学规律,下列说法中哪些符合事实( )
正确答案
解析
解:A、布朗运动是固体颗粒的运动,间接反映了液体分子的热运动,A错误;
B、根据△U=Q+W=-1.5×105J+2.0×105J=5×104J,B正确;
C、第二类永动机不能制成是因为它违反了热力学第二定律,C错误;
D、根据理想气体状态方程知如果保持温度不变,体积越小压强越大,D正确;
故选:BD.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、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A错误.
B、做功和热传递是改变物体内能的两种不同方式,故B正确.
C、热量只能用“吸收”和“放出”来表示.故C错误.
D、内能的多少与物体的质量、温度、状态有关,温度不是决定物体内能大小的唯一因素.热传递的实质是能量的转移.能量从高温物体转移到低温物体,发生热传递时,我们可以用热量来量度物体内能的改变.故D错误.
故选B.
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无规则运动,是由大量分子撞击引起的,反应了液体分子的无规则运动,故A错误
B、当分子表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大,当分子力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的增大而减小.故B错误.
C、据热力学第二定律可知热量能自发的从高温物体传到低温物体,但不可能自发的从低温物体传到高温物体,并不是热量不能从低温物体传到高温物体,在消耗其它能量的情况下是可以的,只是不能自发的发生.故C错误.
D、若不计气体分子间相互作用,一定质量气体温度升高、压强降低的过程中,内能增大,体积增大对外做功,根据热力学第一定律得一定从外界吸收热量.故D正确
故选D.
关于物体内能,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸收的热量相同;相同质量的不同种物质,升高相同的温度,吸收的热量不同,故A错误,B正确.
C、在一定条件下,一定量0℃的水结成0℃的冰,向外放出热量,内能一定减小,故C正确;
D、根据热力学第一定律,△E=W+Q,一定量气体吸收热量而保持体积不变,只吸收了热量,没有对外做功,内能一定增大,故D错误;
故选:BC
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