- 能量的守恒与耗散
- 共3716题
一定质量的理想气体从外界吸收了4.2×105J的热量,同时气体对外做了6×105 J的功,问:
(1)物体的内能如何变化?变化多少?
(2)这部分理想气体的压强如何变化?(回答“增大””减小”还是“不变”)
正确答案
解析
解:(1)由热力学第一定律:△U=W+Q
可得:△U=-6.0×105+4.2×105=-1.8×105J,
气体内能减少:1.8×105J.
(2)理想气体气体内能减小,温度T降低,
由于气体对外做功,气体体积V增大,
由理想气体状态方程:=C可知:气体压强p减小;
答:(1)理想气体的气体内能减少了1.8×105J.
(2)这部分理想气体的压强减小
如图所示,一绝热容器(与外界没有热交换)被隔板K隔开成a、b两部分,a内有一定量的稀薄气体,b内为真空.抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态.在此过程中( )
正确答案
解析
解:稀薄气体向真空扩散没有做功,W=0;
绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递,Q=0,W=0,则根据热力学第一定律得知内能不变;故C正确,ABD错误.
故选:C
下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由于气体分子间距较大,单个氧气分子的条件与阿伏伽德罗常数的乘积不等于摩尔体积,A错误;
B、根据热力学第一定律公式:△U=Q+W=-1.5×105J+3.0×105 J=l.5×l05J,则气体内能增加了l.5×l05J,B正确;
C、当一个分子从很远处以某一初动能向另一分子趋近的过程中,分子力先做做功后做负功,分子势能先减小后增大,动能先增大后减小,C错误;
D、0℃的冰熔解成0℃的水,需要吸热,温度不变,但内能增大,D错误;
故选:B
一物体不与外界发生热传递,如果它的内能增加了10J,则外界对它做的功( )
正确答案
解析
解:做功和热传递是改变物体内能的两种方式;
物体不与外界发生热传递,故Q=0;
内能增加了10J,则△U=+10J;
根据热力学第一定律:△U=W+Q,故W=△U-Q=10-0=10J
故选:A
空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J,同时气体的内能增加了1.5×105J.试问:此压缩过程中,气体______(填“吸收”或“放出”)的热量等于______J.
正确答案
解析
解:根据热力学第一定律△U=Q+W,活塞对气缸中的气体做功为W=3.0×105 J,气体内能增加了2.5×105J,根据公式为:△U=Q+W.放出热量为Q=5.0×104J.
故答案为:放出,5×l04.
一活塞在压缩气体时做了80J的功,气缸内的气体内能同时增加了20J,则气缸内气体是吸热还是放热?其值为多少?( )
正确答案
解析
解:由题,已知W=80J,△U=20J,根据热力学第一定律△U=W+Q得
Q=△U-W=20J-80J=-60J<0
所以气体放热60J,
故选B.
如图所示,A、B两球完全相同,分别浸没在水和水银的同一深度内,A、B球用同一种特殊的材料制作,当温度稍微升高时,球的体积明显地增大,如果水和水银的初温及缓慢升高后的末温都相同,且两球膨胀后体积也相等,两球也不再上升,则( )
正确答案
解析
解:A、B两球初末状态完全相同,故内能变化量△U相同;B球膨胀对水银做的功大于A球膨胀对水做的功,由热力学第一定律△U=W+Q,所以B球吸收的热量大于A球吸收的热量,故B正确.
答案:B
一个物体的内能增加了30J.如果物体跟周围环境不发生热交换,周围环境对物体做______J的功.如果周围环境对物体没有做功,需要传给物体______J热量.
正确答案
30
30
解析
解:一个物体的内能增加了30J.△U=30J;如果物体跟周围环境不发生热交换,则Q=0,所以得:W=30J,即周围环境对物体做 30J的功.
如果周围环境对物体没有做功,则W=0,所以Q=30J,需要传给物体30J的热量.
故答案为:30,30
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体吸热时,若同时对外做功,且做功值大于吸收的热量,则内能减小,故A错误,C正确;
B、外界对物体做功时,物体同时散热,则内能不一定增加,故B错误;
D、内能包括分子动能和势能,温度不变说明分子平均动能不变,但分子势能可能变化,内能也可能变化,故D错误;
故选:C.
消防车停于水平地面上,在缓缓放水的过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计气体分子势能,则胎内气体( )
正确答案
解析
解:A、胎内气体温度不变,温度是分子平均动能的标志,故分子平均动能不变,故A错误;
B、胎内气体经历了一个温度不变,压强减小,由理想气体状态方程可知,气体体积变大,故气体对外界做正功,B正确;
C在缓缓放水的过程中,胎内气体压强减小,温度不变,分子对胎内壁单位面积上的撞击力增减小,C错误;
D、不计分子势能,分子平均动能不变,故气体内能不变,故D错误;
故选:B.
一个带活塞的气缸内封闭有一定量的气体,对气缸内的气体,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据热力学第一定律,△E=W+Q,气体吸收热量,若同时对外做功,气体的内能不一定增大,温度不一定升高.故A错误;
B、根据热力学第一定律,压缩气体,若同时放出热量,气体温度可能降低.故B正确;
C、根据热力学第一定律,压缩气体,若同时放出热量,气体温度可能不变.故C正确;
D、根据热力学第一定律,压缩气体,外界对物体做功,同时气体从外界吸热,气体温度一定升高.故D错误.
故选:BC
某压力锅结构如图所示,盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔上,给空的压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起放气,设压力阀被顶起放气一次后,即停止加热.
①若放气后某时刻锅内剩余气体的体积为V,摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,写出锅内剩余气体分子数的估算表达式______;
②假定此次放气过程中,锅内气体对压力阀及外界做功1J,并向外界释放了2J的热量.锅内原锅内气体的内能变化了______J.
正确答案
3
解析
解:(1)设锅内气体分子数为n,气体的摩尔数为
n=NA
(2)锅内气体对压力阀及外界做功1J,并向外界释放了2J的热量,
根据热力学第一定律得:△U=W+Q=-1-2=-3 J
锅内气体内能减少,减少了3 J.
故答案为:,3J
下列叙述和热力学定律相关,其正确的是( )
正确答案
解析
解;A、第一类永动机既不消耗能量又能源源不断对外做功,违背了能量守恒定律,所以不可能制成.故A正确.
B、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,即物理过程的方向性,所以不可能制成.故B错误.
C、电冰箱的致冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是由于压缩机做功,并不违背了热力学第二定律.故C错误.
D、根据热力学第二定律可知:气体不可能从单一热源吸热,并全部用来对外做功,而不引起其它变化.故D错误.
故选A
密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气(不计分子势能)( )
正确答案
解析
解:A、因不计分子势能,所以瓶内空气内能由温度决定,内能随温度降低而减小,故AC均错;
B、空气内能减少、外界对空气做功,根据热力学第一定律可知空气向外界放热、故B错误;
C、由A的分析可知,C错误;
D、薄塑料瓶因降温而变扁、空气体积减小,外界压缩空气做功,故D正确;
故选D.
如图是课本上的一些插图,对各插图的说明正确的是( )
正确答案
解析
解:A、甲图是一种扩散现象,演示实验的现象是液体界面变得模糊不清,故A正确
B、乙图证明分之间的引力,故B错误
C、丙图所示装置演示的是外界空气做功空气内能增加,故C错误
D、丁图说明热传递可以改变物体的内能,内能转化为机械能,故D错误
故选:A
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