第3講熱力學(xué)定律與能量守恒定律第十三章

熱學(xué)內(nèi)容索引過(guò)好雙基關(guān)回扣基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練基礎(chǔ)題目研透命題點(diǎn)細(xì)研考綱和真題分析突破命題點(diǎn)課時(shí)作業(yè)限時(shí)訓(xùn)練練規(guī)范練速度過(guò)好雙基關(guān)一、熱力學(xué)第一定律1.改變物體內(nèi)能的兩種方式(1)

；(2)熱傳遞.2.熱力學(xué)第一定律(1)內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的

與外界對(duì)它所做功的和.(2)表達(dá)式：ΔU＝

.做功熱量Q＋W(3)ΔU＝

中正、負(fù)號(hào)法則：Q＋W物理量意義符號(hào)WQΔU＋外界對(duì)物體做功物體

熱量?jī)?nèi)能____－物體對(duì)外界做功物體

熱量?jī)?nèi)能____吸收放出增加減少答案自測(cè)1一定質(zhì)量的理想氣體在某一過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功7.0×104J，氣體內(nèi)能減少1.3×105J，則此過(guò)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√二、熱力學(xué)第二定律1.熱力學(xué)第二定律的兩種表述(1)克勞修斯表述：熱量不能

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(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響.或表述為“

永動(dòng)機(jī)是不可能制成的.”2.用熵的概念表示熱力學(xué)第二定律在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)

.自發(fā)地第二類減小3.熱力學(xué)第二定律的微觀意義一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的

增大的方向進(jìn)行.4.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因是違背了

.無(wú)序性熱力學(xué)第二定律答案自測(cè)2教材P61第2題改編(多選)下列現(xiàn)象中能夠發(fā)生的是A.一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會(huì)自動(dòng)變得更熱B.蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能C.桶中混濁的泥水在靜置一段時(shí)間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、

水自動(dòng)分離D.電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體√√三、能量守恒定律1.內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者是從一個(gè)物體

到別的物體，在轉(zhuǎn)化或

的過(guò)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(dòng)機(jī)是不可能制成的，它違背了

.轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移能量守恒定律答案自測(cè)3木箱靜止于水平地面上，現(xiàn)在用一個(gè)80N的水平推力推動(dòng)木箱前進(jìn)10m，木箱受到地面的摩擦力為60N，則轉(zhuǎn)化為木箱與地面系統(tǒng)的內(nèi)能U和轉(zhuǎn)化為木箱的動(dòng)能Ek分別是(空氣阻力不計(jì))A.U＝200J，Ek＝600J B.U＝600J，Ek＝200JC.U＝600J，Ek＝800J D.U＝800J，Ek＝200J√解析U＝Ffx＝60×10J＝600JEk＝F·x－U＝80×10J－600J＝200J解析研透命題點(diǎn)

命題點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用基礎(chǔ)考點(diǎn)

自主悟透1.熱力學(xué)第一定律的理解(1)內(nèi)能的變化都要用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行綜合分析.(2)做功情況看氣體的體積：體積增大，氣體對(duì)外做功，W為負(fù)；體積縮小，外界對(duì)氣體做功，W為正.(3)與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時(shí)Q＝0.(4)如果研究對(duì)象是理想氣體，則由于理想氣體沒(méi)有分子勢(shì)能，所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時(shí)，主要體現(xiàn)在分子動(dòng)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(guò)程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加；(2)若過(guò)程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加；(3)若過(guò)程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q，外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量.例1

(多選)(2017·全國(guó)卷Ⅱ·33(1))如圖1，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空.現(xiàn)將隔板抽開，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸.待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來(lái)的體積.假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣.下列說(shuō)法正確的是A.氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同B.氣體在被壓縮的過(guò)程中內(nèi)能增大C.在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功D.氣體在被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功E.氣體在被壓縮的過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能不變答案解析圖1√√√解析因?yàn)槠住⒒钊际墙^熱的，隔板右側(cè)是真空，所以理想氣體在自發(fā)擴(kuò)散的過(guò)程中，既不吸熱也不放熱，也不對(duì)外界做功.根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體自發(fā)擴(kuò)散前后，內(nèi)能不變，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氣體在被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大，又因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以氣體溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，選項(xiàng)B、D正確，選項(xiàng)E錯(cuò)誤.變式1

(多選)(2016·全國(guó)卷Ⅲ·33(1))關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B.氣體溫度不變，整體運(yùn)動(dòng)速度越大，其內(nèi)能越大C.氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過(guò)程中，內(nèi)能一定增加答案解析√√√解析質(zhì)量和溫度都相同的氣體，雖然分子平均動(dòng)能相同，但是不同的氣體，其摩爾質(zhì)量不同，即分子個(gè)數(shù)不同，所以分子總動(dòng)能不一定相同，A錯(cuò)誤；宏觀運(yùn)動(dòng)和微觀運(yùn)動(dòng)沒(méi)有關(guān)系，所以宏觀運(yùn)動(dòng)速度大，內(nèi)能不一定大，B錯(cuò)誤；根據(jù)

＝C可知，如果等溫壓縮，則內(nèi)能不變；等壓膨脹，溫度增大，內(nèi)能一定增大，C、E正確；理想氣體的分子勢(shì)能為零，所以一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與分子平均動(dòng)能有關(guān)，而分子平均動(dòng)能和溫度有關(guān)，D正確.例2

(多選)(2017·全國(guó)卷Ⅲ·33(1))如圖2，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過(guò)等容過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程bc到達(dá)狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過(guò)程ca回到狀態(tài)a.下列說(shuō)法正確的是A.在過(guò)程ab中氣體的內(nèi)能增加B.在過(guò)程ca中外界對(duì)氣體做功C.在過(guò)程ab中氣體對(duì)外界做功D.在過(guò)程bc中氣體從外界吸收熱量E.在過(guò)程ca中氣體從外界吸收熱量

命題點(diǎn)二熱力學(xué)第一定律與圖象的綜合應(yīng)用基礎(chǔ)考點(diǎn)

自主悟透圖2√√√答案解析解析在過(guò)程ab中，體積不變，氣體對(duì)外界不做功，壓強(qiáng)增大，溫度升高，內(nèi)能增加，故選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；在過(guò)程ca中，氣體的體積縮小，外界對(duì)氣體做功，壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能變小，氣體向外界放出熱量，故選項(xiàng)B正確，E錯(cuò)誤；在過(guò)程bc中，溫度不變，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對(duì)外界做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體要從外界吸收熱量，故選項(xiàng)D正確.變式2

(多選)(2016·全國(guó)卷Ⅱ·33(1))一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過(guò)程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其p-T圖象如圖3所示，其中對(duì)角線ac的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)O.下列判斷正確的是A.氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B.氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C.在過(guò)程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體

做的功D.在過(guò)程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功E.在過(guò)程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過(guò)程da中氣體對(duì)外界做的功答案解析圖3√√√理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定，而Ta>Tc，故氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能，選項(xiàng)B正確；由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W知，cd過(guò)程溫度不變，內(nèi)能不變，則Q＝－W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；da過(guò)程溫度升高，即內(nèi)能增大，則吸收的熱量大于對(duì)外界做的功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；基本思路

命題點(diǎn)三熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用能力考點(diǎn)

師生共研例3

(2017·河北冀州2月模擬)如圖4甲所示，橫截面積為S，質(zhì)量為M的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，現(xiàn)對(duì)缸內(nèi)氣體緩慢加熱，使其溫度從T1升高了ΔT，氣柱的高度增加了ΔL，吸收的熱量為Q.不計(jì)汽缸與活塞的摩擦，外界大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g.求：(1)此加熱過(guò)程中氣體內(nèi)能增加了多少？圖4答案Q－(p0S＋Mg)ΔL答案解析解析設(shè)缸內(nèi)氣體的溫度為T1時(shí)壓強(qiáng)為p1，活塞受重力、大氣壓力和缸內(nèi)氣體的壓力作用而平衡，則有Mg＋p0S＝p1S氣體膨脹對(duì)外界做功為W＝p1SΔL根據(jù)熱力學(xué)第一定律有Q－W＝ΔU聯(lián)立可得ΔU＝Q－(p0S＋Mg)ΔL(2)若保持缸內(nèi)氣體溫度不變，再在活塞上放一砝碼，如圖乙所示，使缸內(nèi)氣體的體積又恢復(fù)到初始狀態(tài)，則所放砝碼的質(zhì)量為多少？答案解析解析設(shè)所放砝碼的質(zhì)量為m，缸內(nèi)氣體的溫度為T2時(shí)壓強(qiáng)為p2，活塞和砝碼整體受重力、大氣壓力和缸內(nèi)氣體的壓力作用而平衡，則有(M＋m)g＋p0S＝p2S變式3

(2017·廣東華南三校聯(lián)考)如圖5所示，汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體，活塞通過(guò)滑輪和一重物連接并保持平衡，已知活塞距缸口h＝50cm，活塞面積S＝10cm2，封閉氣體的體積為V1＝1500cm3，溫度為0℃，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，重物重力G＝50N，活塞重力及一切摩擦不計(jì).緩慢升高環(huán)境溫度，封閉氣體吸收了Q＝60J的熱量，使活塞剛好升到缸口.整個(gè)過(guò)程重物未觸地，求：(1)活塞剛好升到缸口時(shí)，氣體的溫度是多少？答案解析圖5答案364K解析封閉氣體的初態(tài)：V1＝1500cm3，T1＝273K末態(tài)：V2＝1500cm3＋50×10cm3＝2000cm3緩慢升高環(huán)境溫度，封閉氣體做等壓變化解得T2＝364K(2)汽缸內(nèi)氣體對(duì)外界做多少功？答案解析答案25J解析設(shè)封閉氣體做等壓變化時(shí)的壓強(qiáng)為p對(duì)活塞：p0S＝pS＋G汽缸內(nèi)氣體對(duì)外界做功W＝pSh解得W＝25J(3)氣體內(nèi)能的變化量為多少？答案解析答案35J解析由熱力學(xué)第一定律得，汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量ΔU＝Q－W得ΔU＝35J故汽缸內(nèi)的氣體內(nèi)能增加了35J1.熱力學(xué)第二定律的涵義(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助.(2)“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響，如吸熱、放熱、做功等.在產(chǎn)生其他影響的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的等溫膨脹過(guò)程.命題點(diǎn)四熱力學(xué)第二定律基礎(chǔ)考點(diǎn)

自主悟透2.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與的宏觀過(guò)程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性.3.熱力學(xué)過(guò)程的方向性實(shí)例4.兩類永動(dòng)機(jī)的比較

第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能不斷地對(duì)外做功的機(jī)器從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)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(xué)第二定律例4如圖6所示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.圖6答案解析(1)(多選)下列說(shuō)法正確的是A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱

量傳到外界，是因?yàn)槠湎牧穗娔蹸.電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律√√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，是能量守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學(xué)過(guò)程，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，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，故B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤.(2)電冰箱的制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收的熱量與釋放到外界的熱量相比，有怎樣的關(guān)系？答案解析解析由熱力學(xué)第一定律可知，電冰箱制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收了熱量，同時(shí)消耗了電能，釋放到外界的熱量比從冰箱內(nèi)吸收的熱量多.答案見解析變式4

(多選)(2016·全國(guó)卷Ⅰ·33(1))關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是A.氣體吸熱后溫度一定升高B.對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能C.理想氣體等壓膨脹過(guò)程一定放熱D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系

統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡答案解析√√√解析氣體內(nèi)能的改變?chǔ)＝Q＋W，故對(duì)氣體做功可改變氣體的內(nèi)能，B選項(xiàng)正確；氣體吸熱為Q，但不確定外界做功W的情況，故不能確定氣體溫度的變化，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律，D選項(xiàng)正確；根據(jù)熱平衡性質(zhì)，E選項(xiàng)正確.課時(shí)作業(yè)1.(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是A.熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體B.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體C.第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律D.氣體向真空膨脹的過(guò)程是不可逆過(guò)程E.功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是可逆過(guò)程答案雙基鞏固練√√1234567891011√122.(多選)在裝有食品的包裝袋中充入氮?dú)猓缓竺芊膺M(jìn)行加壓測(cè)試，測(cè)試時(shí)，對(duì)包裝袋緩慢施加壓力，將袋內(nèi)的氮?dú)庖暈槔硐霘怏w，在加壓測(cè)試過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是A.包裝袋內(nèi)氮?dú)獾膲簭?qiáng)增大B.包裝袋內(nèi)氮?dú)獾膬?nèi)能不變C.包裝袋內(nèi)氮?dú)鈱?duì)外做功D.包裝袋內(nèi)氮?dú)夥懦鰺崃縀.包裝袋內(nèi)氮?dú)獾乃蟹肿舆\(yùn)動(dòng)速率都保持不變答案√1234567891011√√123.(多選)下列說(shuō)法中正確的是A.物體速度增大，則分子動(dòng)能增大，內(nèi)能也增大B.一定質(zhì)量氣體的體積增大，但既不吸熱也不放熱，內(nèi)能減小C.相同質(zhì)量的兩種物體，提高相同的溫度，內(nèi)能的增量一定相同D.物體的內(nèi)能與物體的溫度和體積都有關(guān)系E.凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性√答案解析1234567891011√√12解析速度增大，不會(huì)改變物體的分子的動(dòng)能，故A錯(cuò)誤；體積增大時(shí)，氣體對(duì)外做功，不吸熱也不放熱時(shí)，內(nèi)能減小，故B正確；質(zhì)量相同，但物體的物質(zhì)的量不同，故溫度提高相同的溫度時(shí)，內(nèi)能的增量不一定相同，故C錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能取決于物體的溫度和體積，故D正確；由熱力學(xué)第二定律可知，凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，故E正確.1234567891011124.(2018·青海格爾木調(diào)研)根據(jù)你學(xué)過(guò)的熱學(xué)中的有關(guān)知識(shí)，判斷下列說(shuō)法中正確的是A.機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部用來(lái)做功轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B.凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量只能從

高溫物體傳遞給低溫物體，而不能從低溫物體傳遞給高溫物體C.盡管科技不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)卻可以使溫

度降到－293℃D.第一類永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，

隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，第二類永動(dòng)機(jī)可以制造出來(lái)答案√1234567891011解析12解析機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能在引起其他變化時(shí)也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，A正確；凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，也能從低溫物體傳遞給高溫物體，但必須借助外界的幫助，B錯(cuò)誤；盡管科技不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)也不能使溫度降到－293℃，只能無(wú)限接近－273.15℃，C錯(cuò)誤；第一類永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，而是違背了熱力學(xué)第二定律，第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造出來(lái)，D錯(cuò)誤.1234567891011125.關(guān)于兩類永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)的兩個(gè)定律，下列說(shuō)法正確的是A.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第一定律B.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第二定律C.由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)

能，但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能D.由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單

一熱源吸收熱量，完全變成功也是可能的答案解析1234567891011√12解析第一類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第二定律，A、B錯(cuò)；由熱力學(xué)第一定律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝W＋Q可以等于0，C錯(cuò)；由熱力學(xué)第二定律可知D中現(xiàn)象是可能的，但會(huì)引起其他變化，D對(duì).1234567891011126.景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖1所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨.猛推推桿，艾絨即可點(diǎn)燃.對(duì)筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過(guò)程中A.氣體溫度升高，壓強(qiáng)不變B.氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大C.氣體對(duì)外界做正功，氣體內(nèi)能增加D.外界對(duì)氣體做正功，氣體內(nèi)能減少√答案1234567891011圖1127.(2015·福建理綜·29(2))如圖2，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)a經(jīng)過(guò)ab過(guò)程到達(dá)狀態(tài)b或者經(jīng)過(guò)ac過(guò)程到達(dá)狀態(tài)c.設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為Tb和Tc，在過(guò)程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則A.Tb＞Tc，Qab＞QacB.Tb＞Tc，Qab＜QacC.Tb＝Tc，Qab＞QacD.Tb＝Tc，Qab＜Qac答案1234567891011圖2√解析121234567891011由熱力學(xué)第一定律，a→b：Wab＋Qab＝ΔUaba→c：Wac＋Qac＝ΔUac又Wab＜0，Wac＝0，ΔUab＝ΔUac>0，則有Qab＞Qac，故C項(xiàng)正確.128.如圖3所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中，A→B和C→D為等溫過(guò)程，B→C和D→A為絕熱過(guò)程(氣體與外界無(wú)熱量交換)，這就是著名的“卡諾循環(huán)”.(1)該循環(huán)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是________.A.A→B過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功B.B→C過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大C.C→D過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子

數(shù)增多D.D→A過(guò)程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化√答案解析1234567891011圖312解析由理想氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律分析，A→B為等溫過(guò)程，內(nèi)能不變，氣體的體積增大，氣體對(duì)外做功，A錯(cuò)；B→C過(guò)程為絕熱過(guò)程，氣體體積增大，氣體對(duì)外做功，因此內(nèi)能減小，氣體分子的平均動(dòng)能減小，B錯(cuò)；C→D為等溫過(guò)程，氣體體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，C正確；D→A為絕熱過(guò)程，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增大，溫度升高，因此氣體分子的速率分布曲線變化，D錯(cuò).123456789101112(2)該循環(huán)過(guò)程中，內(nèi)能減小的過(guò)程是________(選填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”).若氣體在A→B過(guò)程中吸收63kJ的熱量，在C→D過(guò)程中放出38kJ的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對(duì)外做的功為____kJ.答案解析1234567891011B→C25解析在以上循環(huán)過(guò)程中，內(nèi)能減小的過(guò)程是B→C.由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W得W＝25kJ.129.如圖4所示，用輕質(zhì)活塞在汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間摩擦忽略不計(jì)，開始時(shí)活塞距離汽缸底部高度H1＝0.60m，氣體的溫度T1＝300K；現(xiàn)給汽缸緩慢加熱至T2＝480K，活塞緩慢上升到距離汽缸底部某一高度H2處，此過(guò)程中缸內(nèi)氣體增加的內(nèi)能ΔU＝300J.已知大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，活塞橫截面積S＝5.0×10－3m2.求：(1)活塞距離汽缸底部的高度H2；答案解析1234567891011綜合提升練圖4答案0.96m121234567891011解得H2＝0.96m12(2)此過(guò)程中缸內(nèi)氣體吸收的熱量Q.答案解析1234567891011答案480J解析在氣體膨脹的過(guò)程中，

氣體對(duì)外做功為：W0＝p0ΔV＝[1.0×105×(0.96－0.60)×5.0×10－3]J＝180J根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得氣體內(nèi)能的變化量為ΔU＝－W0＋Q，得Q＝ΔU＋W0＝480J.1210.如圖5所示，豎直放置的汽缸內(nèi)壁光滑，橫截面積為S＝10－3m2，活塞的質(zhì)量為m＝2kg，厚度不計(jì).在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運(yùn)動(dòng)，B下方汽缸的容積為1.0×10－3m3，A、B之間的容積為2.0×10－4m3，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，開始時(shí)活塞停在B處，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為0.9p0，溫度為27℃，現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直至327℃.g＝10m/s2，求：(1)活塞剛離開B處時(shí)氣體的溫度t2；答案解析1234567891011圖5答案127℃121234567891011解得p2＝1.2×105Pa12(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng).答案解析1234567891011答案1.5×105Pa因?yàn)閜3>p2，故活塞最終移動(dòng)到A處的假設(shè)成立.1211.一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，如圖6所示水平放置.活塞的質(zhì)量m＝20kg，橫截面積S＝100cm2，活塞可沿汽缸壁無(wú)摩擦滑動(dòng)但不漏氣，開始時(shí)汽缸水平放置，活塞與汽缸底的距離L1＝12cm，離汽缸口的距離L2＝3cm.外界氣溫為27℃，大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa，將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置，待穩(wěn)定后對(duì)缸內(nèi)氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與汽缸口相平，已知g＝10m/s2，求：(1)此時(shí)氣體的溫度為多少？答案