熱力學(xué)定律與能量守恒定律

1、第3節(jié) 熱力學(xué)定律與能量守恒定律1. 關(guān)于物體的內(nèi)能的變化，以下說(shuō)法中正確的是( )A. 物體放出熱量，內(nèi)能一定減小B. 物體對(duì)外做功，內(nèi)能一定減小C. 物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變D. 物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變2. 對(duì)于熱量、功和內(nèi)能三個(gè)物理量，下列各種說(shuō)法中正確的是( )A. 熱量和功是由過(guò)程決定的，而內(nèi)能是由物體的狀態(tài)決定的B. 物體的內(nèi)能越大,熱量越多C. 熱量和功都可以作為內(nèi)能的量度D. 內(nèi)能大的物體含的熱量一定多3. （2009·四川）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是( )A. 在一定條件下物體的溫度可以降到0 KB. 物體從單一熱源吸收的熱量

2、可全部用于做功C. 吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加D. 壓縮氣體總能使氣體的溫度升高4. (改編題)下列關(guān)于熵的觀點(diǎn)中錯(cuò)誤的是( )A. 熵越大，系統(tǒng)的無(wú)序度越大B. 對(duì)于一個(gè)不可逆絕熱過(guò)程，其熵總不會(huì)減小C. 氣體向真空擴(kuò)散時(shí)，熵值減小 D. 自然過(guò)程中熵總是增加，是因?yàn)橥ㄏ驘o(wú)序的渠道比通向有序的渠道多得多5. 如圖所示p-V圖中，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)程至變至狀態(tài)B時(shí)，從外界吸收熱量420 J，同時(shí)膨脹對(duì)外做功300 J，當(dāng)氣體從狀態(tài)B經(jīng)過(guò)程回到狀態(tài)A時(shí)，外界壓縮氣體做功200 J,求過(guò)程中氣體吸收或放出的熱量是多少？6. 行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜

3、落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流.上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過(guò)程是物體克服阻力做功.物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.以上判斷正確的是 .(填相應(yīng)序號(hào))7. （2009·廣東）（1）遠(yuǎn)古時(shí)代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃.隨著人類文明的進(jìn)步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法.“鉆木取火”是通過(guò) 方式改變物體的內(nèi)能，把 轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能.（2）某同學(xué)做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放到冰箱冷凍，一小時(shí)后取出燒瓶，并迅速把一個(gè)氣球緊密的套在瓶頸上，然后將燒瓶放進(jìn)

4、盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來(lái)，如圖所示.這是因?yàn)闊坷锏臍怏w吸收了水的 ，溫度 ，體積 .8. (2008·江蘇)若一定質(zhì)量的理想氣體分別按如圖所示的三種不同過(guò)程變化,其中表示等壓變化的是 (選填“A”、“B”或“C”),該過(guò)程中氣體的內(nèi)能 (選填“增加”、“減少”或“不變”).9. (改編題)如圖為電冰箱的工作原理示意圖.壓縮機(jī)工作時(shí),強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán).在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量,經(jīng)過(guò)冷凝器時(shí)制冷劑液化,放出熱量到箱體外.電冰箱把熱量從低溫(內(nèi)部)傳到高溫(外部)的過(guò)程,是否違反熱力學(xué)第一定律?為什么?10. 一定量的氣體從外界吸收了4.2

5、15;105 J的熱量，同時(shí)氣體對(duì)外做了6×105 J的功，問(wèn)：(1)物體的內(nèi)能變化了多少? (2)分子勢(shì)能是增加還是減少?(3)分子動(dòng)能如何變化?11. （2009·江蘇）（1）若一氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中溫度保持不變，則在此過(guò)程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說(shuō)法正確的是 .（填選項(xiàng)前的字母）A. 氣體分子間的作用力增大 B. 氣體分子的平均速率增大C. 氣體分子的平均動(dòng)能減小 D. 氣體組成的系統(tǒng)的熵增加（2）若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中，對(duì)外界做了0.6 J的功，則此過(guò)程中的氣泡 （填“吸收”或“放出”）的熱量是 J.氣泡到達(dá)湖面后，溫度上

6、升的過(guò)程中，又對(duì)外界做了0.1 J的功，同時(shí)吸收了0.3 J的熱量，則此過(guò)程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了 J.12. (2010·煙臺(tái)檢測(cè))如圖所示為火災(zāi)報(bào)警器的原理圖,豎直放置的玻璃試管中裝入水銀,當(dāng)溫度升高時(shí),水銀柱上升,使電路導(dǎo)通,蜂鳴器發(fā)出響聲.在27 時(shí),下端封閉的空氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)1=20 cm,水銀柱上表面與導(dǎo)線端點(diǎn)的距離為L(zhǎng)2=10 cm,管內(nèi)水銀柱的重量為10 N,橫截面積為1 cm2,大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105 Pa,問(wèn):(1)當(dāng)溫度達(dá)到多少時(shí)報(bào)警器會(huì)報(bào)警?(2)如果溫度從27 升到報(bào)警溫度的過(guò)程中,封閉空氣柱從外界吸收的熱量為20 J,則空氣柱的內(nèi)能增加了多少

7、?第3節(jié) 熱力學(xué)定律與能量守恒定律1. 解析：物體內(nèi)能的變化與外界對(duì)物體做功（或物體對(duì)外界做功）、物體從外界吸熱（或向外界放熱）兩種因素有關(guān).物體放出熱量，但外界有可能對(duì)其做功，故內(nèi)能有可能不減小，A錯(cuò)誤；同理，物體對(duì)外做功的同時(shí)有可能吸熱，故內(nèi)能不一定減小，B錯(cuò)誤；若物體吸收的熱量與對(duì)外做功相等，則內(nèi)能不變，C正確；而放熱與對(duì)外做功都是使物體內(nèi)能減小，D錯(cuò)誤.答案：C2. 答案:A3. 解析：根據(jù)熱力學(xué)第三定律絕對(duì)零度不可能達(dá)到,A錯(cuò)誤；物體從外界吸收熱量、對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知內(nèi)能可能增加、減小或不變，C錯(cuò)誤；壓縮氣體，外界對(duì)氣體做正功，可能向外界放熱，內(nèi)能可能減小、溫度降低，D

8、錯(cuò)誤；物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功而引起其他變化是可能的，B正確.答案：B4. 解析：熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序性的量度，熵越大，其無(wú)序性越大，A正確；不可逆絕熱過(guò)程，其宏觀態(tài)對(duì)應(yīng)微觀態(tài)數(shù)目增大，其熵會(huì)增加，不會(huì)減小，B正確；氣體向真空擴(kuò)散，無(wú)序性增大，熵值會(huì)增大，C錯(cuò)誤；自然過(guò)程中，無(wú)序程度增大的宏觀態(tài)出現(xiàn)概率較大，因而通向無(wú)序的渠道更多，D正確.答案：C5. 解析：一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)程至狀態(tài)B時(shí)，從外界吸收的熱量Q1大于氣體膨脹對(duì)外做的功W1，氣體內(nèi)能增加，由熱力學(xué)第一定律，氣體內(nèi)能增加量為E=Q1+W1=420 J+(-300 J)=120 J.氣體由狀態(tài)B經(jīng)過(guò)程回到狀

9、態(tài)A時(shí)，氣體內(nèi)能將減少120 J，而此過(guò)程中外界又壓縮氣體做了W2=200 J的功，因而氣體必向外界放熱，放出的熱量為Q=-E-W2=-120J-200 J=-320 J.6. 解析:四個(gè)現(xiàn)象中物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中都受到運(yùn)動(dòng)阻力，因而物體都克服阻力做功，故正確.這四個(gè)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，汽車是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，降落傘不是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，錯(cuò)誤，正確.答案：7. 解析：(1)對(duì)物體做功可以增加物體的內(nèi)能,即把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能;(2)當(dāng)用氣球封住燒瓶，在瓶?jī)?nèi)就封閉了一定質(zhì)量的氣體，將燒瓶放到熱水中，瓶?jī)?nèi)氣體將吸收熱量，氣體的溫度升高，氣體體積增大.答案：（1）做功 機(jī)械能 (2)熱量 升高 增大

10、8. 解析：A圖表示等溫變化;B圖表示等容變化;C圖表示等壓變化,并且C圖中表示溫度升高,所以理想氣體內(nèi)能增大.答案：C 增加9. 解析：熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律,是能的轉(zhuǎn)化與守恒定律的具體表現(xiàn),適用于所有的熱學(xué)過(guò)程,由熱力學(xué)第二定律可知,熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體,除非有外界的影響或幫助.電冰箱把熱量從低溫的內(nèi)部傳到高溫的外部,需要壓縮機(jī)的幫助并消耗電能,因此電冰箱制冷的過(guò)程并不違反熱力學(xué)第一定律.10. 解析：可根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q定量分析.（1）因氣體從外界吸收熱量，所以Q=4.2×10+J,氣體對(duì)外做功W=-6×105 J

11、,據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q得U=-6×105 J+4.2×105 J=-1.8×105 J,所以物體內(nèi)能減少了1.8×105 J.（2）因?yàn)闅怏w對(duì)外做功，體積膨脹，分子間距離增大，分子力做負(fù)功，氣體的分子勢(shì)能增加了.（3）因?yàn)闅怏w內(nèi)能減少了，而分子勢(shì)能增加了，所以分子動(dòng)能必然減少，且分子動(dòng)能的減少量一定大于分子勢(shì)能的增加量.11. 解析：（1）掌握分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律才能準(zhǔn)確解答本題.氣泡的上升過(guò)程氣泡內(nèi)的壓強(qiáng)減小，溫度不變，則上升過(guò)程中體積增大，微觀上體現(xiàn)為分子間距增大，分子間引力減小，溫度不變所以氣體分子的平均動(dòng)能不變，此過(guò)程為自發(fā)過(guò)程，故熵增大.D項(xiàng)正確.（2）本題從熱力學(xué)第一定律入手，抓住理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)的特點(diǎn)進(jìn)行處理.理想氣體等溫過(guò)程中內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律U=Q+W，物體對(duì)外做功0.6 J，則一定同時(shí)從外界吸收熱量0.6 J，才能保證內(nèi)能不變.而溫度上升的過(guò)程，由熱力學(xué)第一定律