- 能量的守恒与耗散
- 共3716题
某同学从冰箱冷冻室中取出经较长时间冷冻的空烧瓶后,迅速把一个气球紧密地套在瓶口上,并将烧瓶放进盛有热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图所示.烧瓶和气球里的气体内能______(选填“增大”、“不变”或“减小”),外界对气体______(选填“做正功”、“做负功”或“不做功”)
正确答案
解析
解: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,内能增大,体积增大,逐渐膨胀起来对外做功.
故答案为:增大、做负功
固定的气缸内由活塞B封闭着一定量的气体,在通常的情况下,这些气体分子之间的相互作用力可以忽略.在外力F作用下,将活塞B缓慢地向右拉动,如图所示.在拉动活塞的过程中,假设气缸壁的导热性能很好,环境的温度保持不变,关于气缸内的气体的下列论述,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、C、气体体积变大,故气体对外做功;又气缸壁的导热性能良好,环境的温度保持不变,故气体做等温变化,温度不变即内能不变,故A错误,B正确,C错误,
D、内能不变:即△U=0,又气体对外做功,故W<0,由热力学第一定律:△U=W+Q得:Q=-W>0;故气体从外界吸热,故D正确.
故选:BD.
物体的温度升高时,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△U=Q+W,外界对物体做功,W为正,物体不吸收热,则内能也增加,温度升高.故A错误.
B、根据热力学第一定律△U=Q+W,吸收热量,Q为正,外界不对物体做了功,内能也增加,温度升高.故B错误.
C、分子的平均动能只与温有关,温越高,分子的平均动能越大,故C正确.
D、分子势能随分子间距离的增大,与温度无关,故D错误.
故选:C.
(2010秋•绵阳期末)下列关于热现象的说法,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据=c,知气体的温度升高,气体的压强不一定增大,还与体积如何变化有关,故A错误.
B、做功和热传递都能改变物体的内能,由热力学第一定律△U=Q+W,知外界对物体做功,物体的内能不一定增加,还与热量有关,故B错误.
C、在外界的影响下,热量可以由低温物体传递到高温物体,故C错误.
D、由热力学第二定律可得,任何热机都会有热量的耗散,效率不可能达到100%,即不可能将全部热量完全转化为机械能;故D正确;
故选:D
一定量的气体对外做了2×105J的功,内能减少了1.2×105J,则气体______(选填“吸收”或“放出”)的热量为______J.
正确答案
吸收
0.8×105
解析
解:由热力学第一定律△U=W+Q得:
Q=△U-W=-1.2×105J-(-2.0×105J)=0.8×105J,
则气体向外吸收0.8×105J的热量;
故答案为:吸收,0.8×105
下列关于热现象,下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据热力学第二定律可知,热量不能自发的从低温物体传递到高温物体,故A错误;
B、热量可以自发的从高温传递到低温物体,而不引起其它变化,故B正确;
C、根据热力学第二定律可知,热机的效率不可能达到100%,故C正确;
D、根据热力学第二定律可知机械能可以全部转化为内能,但是内能不可能全部转化为机械能,而不引起其它变化,故D正确.
本题选错误的,故选A.
对于一定质量的某种理想气体,如果与外界没有热交换,有( )
正确答案
解析
解:若气体分子的平均动能增大,则温度一定升高,内能增加,据△U=W+Q,由于△U>0,Q=0,故W>0,则气体被压缩,据,由于T2>T1,V2<V1,则p2>p1,即压强一定增大,A正确B错误;
若气体分子的平均距离增大,则气体体积变大,气体对外做功W<0,据W+Q=△U,由于Q=0,则△U<0,内能减小,温度降低,气体分子的平均动能一定减小,故D正确C错误.
故选AD
一定质量的理想气体,在保持温度不变的情况下,如果增大气体体积,气体压强将如何变化?请你从分子动理论的观点加以解释.如果在此过程中气体对外界做了900J的功,则此过程中气体是放出热量还是吸收热量?放出或吸收多少热量?(简要说明理由)
正确答案
解析
解:气体的压强与分子热运动的平均动能和单位体积内的分子数有关.而分子的平均动能与温度有关.温度不变,分子热运动的平均动能不变,则增大气体体积时,单位体积内分子数减小,气体的压强减小.
在此过程中气体对外界做了900J的功,W=-900J,内能不变,△U=0,根据热力学第一定律△U=Q+W得
Q=900J
即在此过程中气体是吸收热量900J.
答:在此过程中气体是吸收热量900J.
如图所示,一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体,活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且缸壁是导热的.开始活塞被固定,打开固定螺栓K,活塞下落,经过足够长时间后,活塞停在B点,已知AB=h,大气压强为p0,重力加速度为g.
(1)求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强;
(2)设周围环境温度保持不变,求整个过程中通过缸壁传递的热量Q(一定量理想气体的内能仅由温度决定).
正确答案
解析
解:(1)设封闭气体的压强为p,活塞受力平衡:
P0S+mg=PS
解得
(2)由于气体的温度不变,则内能的变化△E=0
由热力学第一定律△E=W+Q
可得放热:Q=(P0S+mg)h
答:(1)封闭气体的压强
(2)整个过程中通过缸壁传递的热量Q=(P0S+mg)h
对一定量的气体,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、温度是分子的平均动能的标志,气体分子的热运动越剧烈,气体的温度就越高.故A正确;
B、气体体积是指所有气体分子的所占空间的大小,而不是所有气体分子的体积之和.故B错误;
C、气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的.故C正确;
D、由于气体分子之间的距离大,分子之间的作用力可以忽略不计,所以气体的内能仅仅与气体 的温度有关,与气体的体积无关,当气体膨胀时,若同时吸收热量,保持温度不变,则气体的内能一定不变.故D错误.
故选:AC
(2015秋•无锡期末)如图所示,由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体,将一细管插入液体,由于虹吸现象,活塞上方液体缓慢流出,在此过程中,大气压强及外界的温度保持不变,活塞上方液缓慢流出,在此过程中,大气压强及外界的温度保持不变,这一过程中汽缸内的气体的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、气体做等温变化,而温度是气体是分子平均动能的标志,故分子的平均动能不变,故A错误
B、随液体流出,封闭气体压强减小,根据压强的微观意义可知,在分子平均动能不变的情况下,单位时间气体分子对活塞撞击的次数减少,故B错误
C、封闭气体压强减小,根据F=PS可知,气体对活塞的压力保持减小.故C错误.
D、等温过程,气体内能不变,由热力学第一定律知,△U=Q+W,气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量,故D正确
故选:D
一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变,则气泡上升过程中,气泡内的气体______热量,内能______.
正确答案
吸收
不变
解析
解: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;温度是分子的平均动能的标志,所以气体的分子动能不变则内能不变;
体积膨胀,克服分子间的引力做功,故气体从外界吸收热量.
故答案为:吸收,不变
下列关于热现象的说法,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、外界对气体做功,而气体可能同时对外放热,若放出的热量大于外界所做的功,则内能减小,故A错误;
B、气体的温度升高,若同时体积增大,气体的压强不一定增大,故B错误;
C、热量可以由低温物体传到高温物体,但会引起其他的变化,由空调制冷时可以将热量从低温物体传到高温物体,但要消耗电能,故C错误;
D、由热力学第二定律可得,任何热机都会有热量的耗散,即不可能将全部热量完全转化为机械能;故D正确;
故选D.
一钢筒内装有压缩空气,当打开阀门后,气体迅速从阀门冲出,很快筒内气体的压强与大气压强p0相同,然后立即关闭阀门,如果钢瓶外部环境温度保持不变,经较长时间后筒内气体的压强( )
正确答案
解析
解:打开阀门空气“迅速”喷出,可视为绝热过程Q=0,瓶内气体体积膨胀对外做功W<0,则由热力学第一定律知△U<0,立即关闭阀门时瓶内氧气温度必然低于外界温度,而压强等于外界大气压;“过一段时间”经过热交换,钢瓶内空气的温度升高,由于体积未变,所以瓶内气体压强将增大.
故选:B.
关于永动机和热力学定律的讨论,下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、第二类永动机不违反能量守恒定律,违反了热力学第二定律,A错误;
B、改变内能的方式有做功和热传递,物体从外界吸收了热量,物体的内能不一定增加,B错误;
C、保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,压强增大,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多,C正确;
D、做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能时转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的,D正确;
故选:CD
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