高考物理總復習第十三章熱學第3講熱力學定律與能量守恒定律

第3講熱力學定律與能量守恒定律一、熱力學第一定律1．改變物體內能的兩種方式(1)做功。(2)熱傳遞。2．熱力學第一定律(1)內容：一個熱力學系統(tǒng)的內能變化量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。(2)表達式：ΔU＝Q＋W。(3)ΔU＝Q＋W中正、負號法則：物理量意義符號WQΔU＋外界對物體做功物體吸收熱量內能增加－物體對外界做功物體放出熱量內能減少【自測1一定質量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功7.0×104J，氣體內能減少1.3×105J，則此過程()A．氣體從外界吸收熱量2.0×105JB．氣體向外界放出熱量2.0×105JC．氣體從外界吸收熱量6.0×104JD．氣體向外界放出熱量6.0×104J答案B二、能量守恒定律1．內容能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者是從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量保持不變。2．條件性能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，某一種形式的能是否守恒是有條件的。3．第一類永動機是不可能制成的，它違背了能量守恒定律。三、熱力學第二定律1．熱力學第二定律的兩種表述(1)克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。(2)開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產生其他影響。2．能量耗散：分散在環(huán)境中的內能不管數量多么巨大，它只不過能使地球大氣稍稍變暖一點，卻再也不能自動聚集起來驅動機器做功了。3．第二類永動機不可能制成的原因是違背了熱力學第二定律?！咀詼y2(多選)下列現象中能夠發(fā)生的是()A．一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會自動變得更熱B．蒸汽機把蒸汽的內能全部轉化成機械能C．桶中混濁的泥水在靜置一段時間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動分離D．電冰箱通電后把箱內低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體答案CD命題點一熱力學第一定律的理解和應用1．熱力學第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內能的過程是等效的，而且給出了內能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關系。如果研究對象是理想氣體，因理想氣體忽略分子勢能，所以當它的內能變化時，主要體現在分子動能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化。2．三種特殊情況(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU。(2)若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU。(3)若過程的初、末狀態(tài)物體的內能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q?！纠?(多選)如圖1所示，兩端開口、下端連通的導熱汽缸，用兩個輕質絕熱活塞(截面積分別為S1和S2)封閉一定質量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端活塞上緩慢加細沙，活塞從A下降h高度到B位置時，活塞上細沙的總質量為m。在此過程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個過程環(huán)境溫度和大氣壓強p0保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為g。下列說法正確的是()圖1A．整個過程，外力F做功大于0，小于mghB．整個過程，理想氣體的分子平均動能保持不變C．整個過程，理想氣體的內能增大D．整個過程，理想氣體向外界釋放的熱量小于(p0S1h＋mgh)答案BD解析整個過程中右邊活塞的位置始終不變，外力F不做功，A錯誤；整個過程中系統(tǒng)的溫度不變，所以一定質量的理想氣體的分子平均動能不變，內能不變，B正確，C錯誤；當左邊活塞到達B位置時汽缸內氣體的壓強最大，最大壓強p＝eq\f(mg,S1)＋p0，所以外界對氣體做的功小于p0S1h＋mgh，由于內能不變，由熱力學第一定律知，理想氣體向外界釋放的熱量小于(p0S1h＋mgh)，D正確。【真題示例2(2021·河北卷，15)兩個內壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B，汽缸內用輕質絕熱活塞封閉完全相同的理想氣體，如圖2所示?，F向活塞上表面緩慢倒入細沙，若A中細沙的質量大于B中細沙的質量，重新平衡后，汽缸A內氣體的內能________(填“大于”“小于”或“等于”)汽缸B內氣體的內能。圖3為重新平衡后A、B汽缸中氣體分子速率分布圖像，其中曲線________(填圖像中曲線標號)表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。答案大于①解析當向活塞上表面緩慢倒入細沙時，活塞緩慢下降，外界對汽缸內氣體做功；當A、B活塞上表面加入的細沙質量相同時，A、B汽缸內的氣體體積相同，由于A中細沙的質量大于B中細沙的質量，則重新平衡時A中氣體的體積小，汽缸A中活塞和細沙對汽缸內氣體做功多，由于活塞和汽缸都是絕熱的，則由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W可知，汽缸A內氣體的內能大于汽缸B內氣體的內能。一定質量的理想氣體的內能只與溫度有關，故汽缸A內氣體的溫度更高；溫度升高，大多數氣體分子的速率增大，氣體分子的速率分布圖線的峰值向速率大的方向移動，故曲線①表示汽缸B內氣體分子的速率分布規(guī)律。【針對訓練1】(2021·山東濟南市模擬)泉城濟南，以泉聞名。小張同學在濟南七十二名泉之一的珍珠泉游覽時，發(fā)現清澈幽深的泉池底部，不斷有氣泡生成，上升至水面破裂。假設水恒溫，則氣泡在泉水中上升過程中，以下判斷正確的是()A．氣泡對泉水做正功，氣泡吸收熱量B．氣泡對泉水做正功，氣泡放出熱量C．泉水對氣泡做正功，氣泡吸收熱量D．泉水對氣泡做正功，氣泡放出熱量答案A解析氣泡上升的過程中，外部的壓強逐漸減小，氣泡膨脹對外做功，由于外部恒溫，在上升過程中氣泡內空氣的溫度始終等于外界溫度，則內能不變，根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q知，氣泡內能不變，同時對外做功，所以必須從外界吸收熱量，且吸收的熱量等于對外界所做的功，故A正確。命題點二熱力學第一定律與圖像的結合處理熱力學第一定律與氣體圖像問題的思路(1)根據氣體圖像的特點判斷氣體的溫度、體積的變化情況，從而判斷氣體與外界的吸、放熱關系及做功關系。(2)在p－V圖像中，圖線與V軸圍成的面積表示氣體對外界或外界對氣體做的功。(3)結合熱力學第一定律判斷有關問題?！菊骖}示例3(2020·山東卷，6)一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經a→b、b→c、c→a三個過程后回到初始狀態(tài)a，其p－V圖像如圖4所示。已知三個狀態(tài)的坐標分別為a(V0，2p0)、b(2V0，p0)、c(3V0，2p0)。以下判斷正確的是()圖4A．氣體在a→b過程中對外界做的功小于在b→c過程中對外界做的功B．氣體在a→b過程中從外界吸收的熱量大于在b→c過程中從外界吸收的熱量C．在c→a過程中，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量D．氣體在c→a過程中內能的減少量大于b→c過程中內能的增加量答案C解析氣體在a→b過程中體積增大，氣體對外做功，在b→c過程中體積增大，氣體對外做功，根據p－V圖像與橫軸所圍的面積表示做的功可知，在這兩個過程中氣體對外做的功相等，選項A錯誤；氣體在a→b過程中體積增大，氣體對外做功，由理想氣體狀態(tài)方程可知，a、b兩個狀態(tài)溫度相等，內能不變，由熱力學第一定律可知吸收的熱量等于氣體對外做的功；氣體在b→c過程中體積增大，氣體對外做功，由理想氣體狀態(tài)方程可知，c狀態(tài)的溫度高于b狀態(tài)的溫度，內能增加，由熱力學第一定律可知吸收的熱量等于氣體對外做的功與內能增加量之和，即氣體在a→b過程中吸收的熱量小于氣體在b→c過程中吸收的熱量，選項B錯誤；氣體在c→a的過程中，體積減小，溫度降低，外界對氣體做功，內能減小，根據熱力學第一定律，外界對氣體做的功小于氣體放出的熱量，選項C正確；由理想氣體狀態(tài)方程可知，a、b兩個狀態(tài)溫度相等，內能相等，所以氣體在c→a的過程中內能的減少量等于氣體在b→c過程中內能的增加量，選項D錯誤?！踞槍τ柧?】(多選)(2021·福建龍巖市質檢)某容器中一定質量的理想氣體，從狀態(tài)A開始發(fā)生狀態(tài)變化，經狀態(tài)B、C回到狀態(tài)A，其狀態(tài)變化的p－V圖像如圖5所示，設A、B、C三個狀態(tài)對應的溫度分別是TA、TB、TC，則()圖5A．TA>TBB．TA＝TCC．從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B過程氣體吸熱D．從狀態(tài)A經狀態(tài)B、C回到狀態(tài)A的過程氣體先吸熱后放熱答案CD解析從A到B是等壓膨脹，由蓋－呂薩克定律可知溫度升高，故TA＜TB，A錯誤；從B到C是等容升壓，溫度升高，TB＜TC，所以TA＜TC，B錯誤；從A到B，氣體溫度升高，內能增加，體積膨脹，氣體對外做功，由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W可知，氣體一定吸收熱量，C正確；整個過程氣體的內能不變，體積變化為0，外界做的總功為0，從A到B吸收熱量，從B到C，體積不變，溫度升高，繼續(xù)吸收熱量，所以從C回到A狀態(tài)，溫度降低，內能減少，壓強和體積都減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律知氣體應該放出熱量，D正確。命題點三熱力學定律與氣體實驗定律的綜合應用解題步驟【真題示例4(2021·山東卷，2)如圖6所示，密封的礦泉水瓶中，距瓶口越近水的溫度越高。一開口向下、導熱良好的小瓶置于礦泉水瓶中，小瓶中封閉一段空氣。擠壓礦泉水瓶，小瓶下沉到底部；松開后，小瓶緩慢上浮，上浮過程中，小瓶內氣體()圖6A．內能減少B．對外界做正功C．增加的內能大于吸收的熱量D．增加的內能等于吸收的熱量答案B解析由于越接近礦泉水瓶口，水的溫度越高，因此小瓶上浮的過程中，小瓶內氣體溫度升高，內能增加，A錯誤；在小瓶上升的過程中，小瓶內氣體的溫度逐漸升高，壓強逐漸減小，根據eq\f(pV,T)＝C知氣體體積增大，氣體對外界做正功，B正確；小瓶上升過程，小瓶內氣體內能增加，氣體對外做功，根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q知吸收的熱量大于增加的內能，C、D錯誤?！菊骖}示例5(2020·天津卷，5)水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示意如圖7。從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關閉充氣口?？蹌影鈾C將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內氣體溫度始終保持不變，則氣體()圖7A．壓強變大 B．對外界做功C．對外界放熱 D．分子平均動能變大答案B解析在水向外不斷噴出的過程中，罐內氣體體積增大，根據玻意耳定律可知，罐內氣體的壓強減小，選項A錯誤；由于罐內氣體溫度不變，內能不變，體積增大，氣體對外做功，根據熱力學第一定律可知，氣體吸熱，選項B正確，C錯誤；根據溫度是分子平均動能的標志可知，溫度不變，分子平均動能不變，選項D錯誤?！踞槍τ柧?】(多選)[2020·全國Ⅲ卷，33(1)]如圖8，一開口向上的導熱汽缸內，用活塞封閉了一定質量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦?，F用外力作用在活塞上，使其緩慢下降。環(huán)境溫度保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)。在活塞下降過程中()圖8A．氣體體積逐漸減小，內能增加B．氣體壓強逐漸增大，內能不變C．氣體壓強逐漸增大，放出熱量D．外界對氣體做功，氣體內能不變E．外界對氣體做功，氣體吸收熱量答案BCD解析外力使活塞緩慢下降的過程中，由于溫度保持不變，則氣體的內能保持不變，氣體的體積逐漸減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知，氣體向外界放出熱量，又由玻意耳定律可知，氣體體積減小，氣體的壓強增大，B、C、D正確，A、E錯誤。

命題點四熱力學第二定律1．熱力學第二定律的含義(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學宏觀現象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助。(2)“不產生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學宏觀過程只在本系統(tǒng)內完成，對周圍環(huán)境不產生熱力學方面的影響，如吸熱、放熱、做功等。在產生其他影響的條件下內能可以全部轉化為機械能，如氣體的等溫膨脹過程。2．熱力學第二定律的實質熱力學第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性，進而使人們認識到自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性。3．熱力學過程的方向性實例4．兩類永動機的比較第一類永動機第二類永動機設計要求不需要任何動力或燃料，卻能不斷地對外做功的機器從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產生其他影響的機器不可能制成的原因違背能量守恒定律不違背能量守恒定律，違背熱力學第二定律【真題示例6[2020·全國Ⅱ卷，33(1)]下列關于能量轉換過程的敘述，違背熱力學第一定律的有________，不違背熱力學第一定律、但違背熱力學第二定律的有________。A．汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱B．冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低C．某新型熱機工作時將從高溫熱源吸收的熱量全部轉化為功，而不產生其他影響D．冰箱的制冷機工作時從箱內低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內答案BC解析汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱既不違背熱力學第一定律也不違背熱力學第二定律；冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低，違背了熱力學第一定律；熱機工作時吸收的熱量不可能全部用來對外做功，而不產生其他影響，顯然C選項遵循熱力學第一定律，但違背了熱力學第二定律；冰箱的制冷機工作時，從箱內低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內，既不違背熱力學第一定律也不違背熱力學第二定律，綜上所述，第一個空選B，第二個空選C。對點練熱力學第一定律的理解和應用1．(2021·山東濰坊市高考模擬)蛟龍?zhí)柹顫撈髟趫?zhí)行某次實驗任務時，外部攜帶一裝有氧氣的汽缸，汽缸導熱良好，活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通。已知海水溫度隨深度增加而降低，則深潛器下潛過程中，下列說法正確的是()A．每個氧氣分子的動能均減小B．氧氣放出的熱量等于其內能的減少量C．氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數增加D．氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力增大答案C解析海水溫度隨深度增加而降低，汽缸導熱良好，氧氣分子平均動能減小，但不是每個氧氣分子的動能均減小，A錯誤；根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，內能的減少量等于氧氣放出的熱量和外界對氧氣做功之和，B錯誤；根據液體壓強公式p＝ρgh，可知隨下潛深度增加，海水壓強增大，由于活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通，氧氣壓強增加，即氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數增加，C正確；溫度降低，氧氣分子平均動能減小，氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力減小，D錯誤。2．(2021·天津市等級考模擬)對于一定質量的理想氣體，下列說法正確的是()A．氣體壓強只與氣體分子的密集程度有關B．氣體溫度升高，每一個氣體分子的動能都增大C．氣體的溫度升高，氣體內能一定增大D．若氣體膨脹對外做功50J，則內能一定減少50J答案C解析氣體壓強與氣體分子熱運動的平均動能和氣體分子的密集程度有關，A錯誤；氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，但是每一個分子動能不一定都增大，B錯誤；氣體的溫度升高，氣體分子的平均動能增大，理想氣體內能只由分子動能決定，所以氣體內能一定增大，C正確；由熱力學第一定律可知，當氣體膨脹對外做功50J，若沒有吸收或者放出熱量時，內能減少50J，D錯誤。3．(2021·山東泰安模擬)如圖1所示，在豎直放置的導熱性能良好的圓柱形容器內用質量為m的活塞密封一部分理想氣體，活塞能無摩擦地滑動，容器的橫截面積為S。整個裝置放在大氣壓為p0的室內，穩(wěn)定時活塞與容器底的距離為h0。現把容器移至大氣壓仍為p0的室外，活塞緩慢上升d后再次平衡，重力加速度大小為g。若此過程中氣體吸收的熱量為Q，則密閉氣體的內能()圖1A．減少了Q－(mg＋p0S)dB．減少了Q＋(mg＋p0S)dC．增加了Q－(mg＋p0S)dD．增加了Q＋(mg＋p0S)d答案C解析活塞緩慢上升，外界對氣體做功W＝－(mg＋p0S)d，由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W得，密閉氣體的內能增加了ΔU＝Q－(mg＋p0S)d，故C正確。對點練熱力學第一定律和圖像的結合4．(2021·山東泰安市檢測)一定質量的理想氣體從狀態(tài)M經歷過程1或者過程2到達狀態(tài)N，其p－V圖像如圖2所示。在過程1中，氣體始終與外界無熱量交換；在過程2中，氣體先經歷等容變化再經歷等壓變化。狀態(tài)M、N的溫度分別為TM、TN，在過程1、2中氣體對外做功分別為W1、W2，則()圖2A．TM＝TN B．TM<TNC．W1>W2 D．W1<W2答案C解析在過程1中，從M到N，體積變大，外界對氣體做負功，由于與外界無熱交換，由熱力學第一定律可知內能減小，溫度降低，即TM>TN，A、B錯誤；根據W＝pΔV可知氣體對外做的功等于p－V圖像與坐標軸圍成的面積大小，由圖像可知W1>W2，C正確，D錯誤。5．(多選)(2021·湖北武漢市4月質檢)一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經a→b→c→a回到初始狀態(tài)a，其p－V圖像如圖3所示。下列說法正確的是()圖3A．在a→b過程中氣體的內能保持不變B．在b→c過程中外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量C．在c→a過程中氣體吸收的熱量等于b→c過程中氣體向外界放出的熱量D．在a→b→c→a過程中氣體做的功為2p0V0答案BD解析根據eq\f(pV,T)＝C可知，在a→b過程中氣體的溫度先升高后降低，故內能先增大后減小，故A錯誤；在b→c過程中，溫度降低，內能減小，體積變小，外界對氣體做功，根據熱力學第一定律，在b→c過程中外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量，故B正確；a、b兩點溫度相同，在c→a過程中氣體做功為零，而b→c過程中外界對氣體做功，兩次內能變化量大小相同，根據熱力學第一定律，在c→a過程中氣體吸收的熱量不等于b→c過程中氣體向外界放出的熱量，故C錯誤；根據圖像與橫軸圍成面積代表功可知，在a→b→c→a過程中氣體做的功為W＝eq\f(1,2)×2p0×2V0＝2p0V0，故D正確。6．(多選)某汽車的四沖程內燃機利用奧托循環(huán)進行工作。該循環(huán)由兩個絕熱過程和兩個等容過程組成，如圖4所示為一定質量的理想氣體所經歷的奧托循環(huán)，則該氣體()圖4A．在狀態(tài)a和c時的內能可能相等B．在a→b過程中，外界對其做的功全部用于增加內能C．b→c過程中增加的內能大于d→a過程中減少的內能D．在一次循環(huán)過程中吸收的熱量等于放出的熱量答案BC解析從c到d為絕熱膨脹，有Q＝0，W<0，根據熱力學第一定律，可知ΔU<0，溫度降低；從d到a，體積不變，由查理定律eq\f(p,T)＝C可知壓強減小時，溫度降低，則狀態(tài)c的溫度高于狀態(tài)a的溫度，根據一定質量的理想氣體內能由溫度決定，狀態(tài)a的內能小于狀態(tài)c的內能，A錯誤；a→b過程為絕熱壓縮，外界對氣體做功W>0，Q＝0，根據熱力學第一定律，可知ΔU＝W，即外界對其做的功全部用于增加內能，B正確；從b→c過程系統(tǒng)從外界吸收熱量，從c→d系統(tǒng)對外做功，從d→a系統(tǒng)放出熱量，從a→b外界對系統(tǒng)做功，根據p－V圖像“面積”即為氣體做功大小，可知c到d過程中氣體對外界做功，圖像中b→c→d→a圍成的圖形的面積為氣體對外做的功，整個過程氣體內能變化為零，則W＝ΔQ，即Q吸－Q放＝W>0，即在一次循環(huán)過程中氣體吸收的熱量大于放出的熱量，則b→c過程中增加的內能大于d→a過程中減少的內能，C正確，D錯誤。7．如圖5所示，a、b、c為一定質量的理想氣體變化過程中的三個不同狀態(tài)，下列說法正確的是()圖5A．a、b、c三個狀態(tài)的壓強相等B．從a到c氣體的內能減小C．從a到b氣體吸收熱量D．從a到b與從b到c氣體對外界做功的數值相等答案C解析如圖所示，V－T圖線的斜率的倒數表示壓強的大小，所以pa＜pb＜pc，A錯誤；從a到c，溫度升高，氣體的內能增加，B錯誤；從a到b，體積增大，氣體對外做功，W＜0；溫度升高，內能增加，ΔU＞0，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q知，Q＞0，即吸收熱量，C正確；從a到b與從b到c，體積變化相同，但壓強一直增大，氣體對外界做功的數值W＝pΔV不相等，D錯誤。對點練熱力學定律與氣體實驗定律的綜合應用8．(多選)(2021·廣東佛山市南海區(qū)摸底)如圖6所示，在乘坐飛機時，密封包裝的食品從地面上帶到空中時包裝袋會發(fā)生膨脹現象，在此過程中溫度不變，把袋內氣體視為理想氣體，則以下說法正確的是()圖6A．袋內空氣分子的平均距離一定增大B．袋內空氣分子的平均動能一定增大C．袋內空氣壓強一定增大D．袋內空氣一定從外界吸收熱量答案AD解析氣體膨脹，體積增大，所以袋內空氣分子的平均距離一定增大，A正確；溫度不變，所以袋內空氣分子的平均動能一定不變，B錯誤；根據公式eq\f(pV,T)＝C，溫度不變，氣體體積增大，所以壓強減小，C錯誤；對于理想氣體，溫度不變，內能不變，氣體膨脹對外做功，所以袋內空氣一定從外界吸收熱量，D正確。9．(多選)(2021·山東日照市模擬)蛟龍?zhí)柺俏覈着_自主研制的作業(yè)型深海載人潛水器，下潛深度已突破7000m。已知在深度3000m以下，海水溫度基本不變。若蛟龍?zhí)栐趫?zhí)行某次任務時，外部攜帶一裝有氧氣(可看作理想氣體)的小型汽缸，汽缸及活塞導熱性能良好，活塞與汽缸間無摩擦，若蛟龍?zhí)枏?000m深度下潛到5000m深度的過程中，氣體質量不變，則()圖7A．每個氧氣分子的動能均不變B．5000m深度時氧氣的體積為4000m深度時體積的eq\f(4,5)C．外界對氧氣做的功大于氧氣放出的熱量D．氧氣分子單位時間撞擊汽缸壁單位面積的次數增加答案BD解析每個氧氣分子的運動是無規(guī)則的，其動能無法確定，溫度不變是分子的平均動能不變，A錯誤；根據玻意耳定律有p1V1＝p2V2，p1＝p0＋ρgh1，p2＝p0＋ρgh2，代入數據可得eq\f(V1,V2)＝eq\f(p2,p1)＝eq\f(p0＋ρgh2,p0＋ρgh1)＝eq\f(1.0×105＋1.0×103×10×5000,1.0×105＋1.0×103×10×4000)≈eq\f(5,4)，所以5000m深度時氧氣的體積為4000m深度時體積的eq\f(4,5)，B正確；根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，由于溫度不變，氣體的內能不變，ΔU＝0，氣體壓強增大，體積減小，外界對氣體做正功，W＞0，則氧氣放出熱量，并且外界對氧氣做的功等于氧氣放出的熱量，C錯誤；氣體壓強增大，體積減小，但是溫度不變，氣體分子的平均動能不變，則氧氣分子單位時間撞擊汽缸壁單位面積的次數增加，壓強才會增大，D正確。10．(2021·天津南開區(qū)模擬)新冠肺炎疫情期間，某班級用于消毒的噴壺示意圖如圖8所示。閉合閥門K，向下壓壓桿A可向瓶內儲氣室充氣，多次充氣后按下按柄B打開閥門K，消毒液會自動經導管從噴嘴處噴出。儲氣室內氣體可視為理想氣體，充氣和噴液過程中溫度均保持不變，則下列說法正確的是()圖8A．充氣過程中儲氣室內氣體分子數增多且分子運動劇烈程度增加B．噴液過程中，儲氣室內氣體對外界做功并吸收熱量C．充氣過程中，儲氣室內氣體內能不變D．噴液過程中，儲氣室內氣體分子對器壁單位面積的平均作用力增大答案B解析充氣過程中儲氣室內氣體分子數增多，但是充氣過程中氣體溫度保持不變，則分子運動劇烈程度不變，A錯誤；噴液過程中，儲氣室內氣體對外界做功，W＜0，噴液過程中溫度保持不變，則氣體的內能保持不變，ΔU＝0，根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知Q＞0，則氣體吸收熱量，B正確；充氣過程中，儲氣室內氣體內能增大，因為氣體的質量增大，分子數增大，總動能增大，則內能增大，C錯誤；噴液過程中，根據等溫變化，可知氣體的體積增大，壓強減小，則儲氣室內氣體分子對器壁單位面積的平均作用力減小，D錯誤。11．(2021·1月遼寧適應性測