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第3讲 热力学定律与能量守恒考点考点1 1 热力学第一定律热力学第一定律1.1.改变物体内能的两种方式改变物体内能的两种方式_和热传递和热传递. .2.2.热力学第一定律热力学第一定律(1)(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的_与外界对它所做的功的和与外界对它所做的功的和. .(2)(2)表达式：表达式：U=_.U=_.做功做功热量热量Q+WQ+W1.1.改变内能的两种方式的比较改变内能的两种方式的比较 方式名称方式名称比较项目比较项目做功做功热热 传传 递递区区别别内能变化内能变化情况情况外界对物体做功，外界对物体做功，物体的内能增加；物体的内能增加；物体对外界做功，物体对外界做功，物体的内能减少物体的内能减少物体吸收热量，内能增加物体吸收热量，内能增加物体放出热量，内能减少物体放出热量，内能减少 方式名称方式名称比较项目比较项目做功做功热热 传传 递递区区别别从运动形从运动形式上看式上看做功是宏观做功是宏观的机械运动的机械运动向物体的微向物体的微观分子热运观分子热运动的转化动的转化 热传递则是通过分子之间的相热传递则是通过分子之间的相互作用，使同一物体的不同部互作用，使同一物体的不同部分或不同物体间的分子热运动分或不同物体间的分子热运动发生变化，是内能的转移发生变化，是内能的转移从能量的从能量的角度看角度看 做功是其他做功是其他形式的能与形式的能与内能相互转内能相互转化的过程化的过程 不同物体间或同一物体不同部不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移分之间内能的转移 方式名称方式名称比较项目比较项目做功做功热热 传传 递递区区别别能的性质能的性质变化情况变化情况 能的性质发能的性质发生了变化生了变化 能的性质不变能的性质不变相互相互联系联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的是相同的2.U=W+Q2.U=W+Q中正、负号法则中正、负号法则W WQ QUU+ +外界对物体外界对物体做功做功物体吸收热量物体吸收热量内能增加内能增加_ _物体对外界物体对外界做功做功物体放出热量物体放出热量内能减少内能减少意义意义物理量物理量符号符号3.U=Q+W3.U=Q+W的三种特殊情况的三种特殊情况(1)(1)若过程是绝热的，则若过程是绝热的，则Q=0,W=U,Q=0,W=U,外界对物体做的功等于物体外界对物体做的功等于物体内能的增加内能的增加. .(2)(2)若过程是等容的，即若过程是等容的，即W=0,Q=UW=0,Q=U，物体吸收的热量等于物体，物体吸收的热量等于物体内能的增加内能的增加. .(3)(3)若过程是等温的，即若过程是等温的，即UU0 0，则，则W+Q=0W+Q=0或或W=-QW=-Q，外界对物体，外界对物体做的功等于物体放出的热量做的功等于物体放出的热量. .4.4.对温度、内能、热量和功的三点说明对温度、内能、热量和功的三点说明(1)(1)温度、内能、热量和功是热学中相互关联的四个物理量温度、内能、热量和功是热学中相互关联的四个物理量. .当当物体的内能改变时，温度不一定改变物体的内能改变时，温度不一定改变. .只有当通过热传递改变物只有当通过热传递改变物体内能时才会有热量传递，但能的形式没有发生变化体内能时才会有热量传递，但能的形式没有发生变化. .(2)(2)热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样是过程量，离热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样是过程量，离开过程谈热量毫无意义开过程谈热量毫无意义. .就某一状态而言，只有就某一状态而言，只有“内能内能”，根本，根本不存在不存在“热量热量”和和“功功”，因此不能说一个系统中含有，因此不能说一个系统中含有“多少多少热量热量”或或“多少功多少功”. .(3)(3)物体的内能大，并不意味着物体一定会对外做功或向外传递物体的内能大，并不意味着物体一定会对外做功或向外传递热量热量. .只有物体的内能变化较大时，做的功或传递的热量才会多只有物体的内能变化较大时，做的功或传递的热量才会多. .1.1.热力学第二定律的两种表述热力学第二定律的两种表述(1)(1)克劳修斯表述：热量不能克劳修斯表述：热量不能_从低温物体传到高温物体从低温物体传到高温物体. .(2)(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而功，而_._.或表述为或表述为“_永动机是不可能永动机是不可能制成的制成的.”.”考点考点2 2 热力学第二定律热力学第二定律自发地自发地不产生其他影响不产生其他影响第二类第二类2.2.用熵的概念表示热力学第二定律用熵的概念表示热力学第二定律在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会_(_(填填“增大增大”或或“减小减小”).).3.3.热力学第二定律的微观意义热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的一切自发过程总是沿着分子热运动的_增大的方向进行增大的方向进行. .减小减小无序性无序性1.1.在热力学第二定律的表述中，在热力学第二定律的表述中，“自发地自发地”、“不产生其他影不产生其他影响响”的涵义的涵义(1)“(1)“自发地自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助要借助外界提供能量的帮助. .(2)“(2)“不产生其他影响不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响. .如吸热、放如吸热、放热、做功等热、做功等. .2.2.热力学第二定律的实质热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性程的方向性, ,进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性观过程都具有方向性. .3.3.热力学过程方向性实例热力学过程方向性实例(1)(1)高温物体高温物体 低温物体低温物体. .(2)(2)功功 热热. .(3)(3)气体体积气体体积V V1 1 气体体积气体体积V V2 2(V(V1 1VV2 2).).(4)(4)不同气体不同气体A A和和B B 混合气体混合气体AB.AB.4.4.热力学第二定律的微观意义：系统的热力学过程就是大量分热力学第二定律的微观意义：系统的热力学过程就是大量分子无序运动状态的变化过程子无序运动状态的变化过程. .(1)(1)在机械能通过做功转化为热的过程中，自然过程是大量分子在机械能通过做功转化为热的过程中，自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程，但其逆过程却不从有序运动状态向无序运动状态转化的过程，但其逆过程却不能自发地进行，即不可能由大量分子无规则的热运动自发转变能自发地进行，即不可能由大量分子无规则的热运动自发转变为有序运动为有序运动. .(2)(2)热传递的过程中，自然过程是大量分子从无序程度小的运动热传递的过程中，自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程，其逆过程不能自发状态向无序程度大的运动状态转化的过程，其逆过程不能自发进行进行. .(3)(3)大量分子无序运动状态变化的方向总是向无序性增大的方向大量分子无序运动状态变化的方向总是向无序性增大的方向进行，即一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方进行，即一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，这就是热力学第二定律的微观意义向进行，这就是热力学第二定律的微观意义. .1.1.能量守恒定律能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式_为另一种形式，或者从一个物体为另一种形式，或者从一个物体_到别的物体，在转到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的化或转移的过程中，能量的_保持不变保持不变. .2.2.能源的利用能源的利用(1)(1)存在能量耗散和存在能量耗散和_._.(2)(2)重视利用能源时对重视利用能源时对_的影响的影响. .(3)(3)要开发新能源要开发新能源( (如如_、生物质能、风能、水流能等、生物质能、风能、水流能等) )考点考点3 3 能量守恒定律、能源和环境能量守恒定律、能源和环境转化转化转移转移总量总量品质下降品质下降环境环境太阳能太阳能1.1.对能量守恒定律的四点说明对能量守恒定律的四点说明(1)(1)能量守恒定律是自然界的普遍规律，一切违背能量守恒定律能量守恒定律是自然界的普遍规律，一切违背能量守恒定律的过程都不可能实现的过程都不可能实现. .(2)(2)不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过做功来完成的做功来完成的. .(3)(3)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等增加量一定相等. .(4)(4)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等少量和增加量一定相等. .2.2.能量守恒定律的应用方法能量守恒定律的应用方法(1)(1)在利用能量守恒定律解题时，要注意先搞清楚过程中有几种在利用能量守恒定律解题时，要注意先搞清楚过程中有几种形式的能在转化或转移形式的能在转化或转移. .(2)(2)分析初、末状态，确定分析初、末状态，确定EE增增、EE减减各为多少，再由各为多少，再由EE增增=E=E减减列式计算列式计算. .热点考向热点考向1 1 热力学定律的应用热力学定律的应用【例证【例证1 1】(2013(2013泉州模拟泉州模拟) )在地面上将一定质量的空气压缩装在地面上将一定质量的空气压缩装入某气瓶时，保持气瓶温度不变，外界做了入某气瓶时，保持气瓶温度不变，外界做了24 kJ24 kJ的功；然后将的功；然后将该气瓶密封并缓慢地沉入水底，若气瓶中空气体积保持不变，该气瓶密封并缓慢地沉入水底，若气瓶中空气体积保持不变，且放出且放出5 kJ5 kJ的热量的热量. .则整个过程中气瓶内的空气则整个过程中气瓶内的空气( )( )A.A.吸收热量，内能增加吸收热量，内能增加5 kJ 5 kJ B.B.放出热量，内能减少放出热量，内能减少5 kJ5 kJC.C.放出热量，内能增加放出热量，内能增加19 kJ 19 kJ D.D.吸收热量，内能减少吸收热量，内能减少19 kJ19 kJ【自主解答】【自主解答】选选B.B.将一定质量的空气压缩过程，温度不变则将一定质量的空气压缩过程，温度不变则U=0U=0，据，据U=W+QU=W+Q可知可知Q=-24 kJQ=-24 kJ；气瓶中空气体积保持不变过；气瓶中空气体积保持不变过程程W=0W=0，据，据U=W+QU=W+Q可知可知U=-5 kJU=-5 kJ，则整个过程中气瓶内的空气，则整个过程中气瓶内的空气放出热量，内能减少放出热量，内能减少5 kJ5 kJ，故选，故选B.B.【总结提升】【总结提升】判定物体内能变化的方法判定物体内能变化的方法(1)(1)当做功和热传递两种过程同时发生时，内能的变化就要用热当做功和热传递两种过程同时发生时，内能的变化就要用热力学第一定律进行综合分析力学第一定律进行综合分析. .(2)(2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W W为负；为负；体积缩小，外界对气体做功，体积缩小，外界对气体做功，W W为正为正. .(3)(3)与外界绝热，则不发生热传递，此时与外界绝热，则不发生热传递，此时Q=0.Q=0.(4)(4)如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势能，如果研究对象是理想气体，则由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化观上看就是温度发生了变化. .热点考向热点考向2 2 热力学第二定律的应用热力学第二定律的应用【例证【例证2 2】如图所示为电冰箱的工如图所示为电冰箱的工作原理示意图作原理示意图. .压缩机工作时，强压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环断循环. .在蒸发器中制冷剂汽化在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外体外. .下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A.A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B.B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能因为其消耗了电能C.C.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律电冰箱的工作原理违反热力学第一定律D.D.电冰箱的工作原理违反热力学第二定律电冰箱的工作原理违反热力学第二定律【解题指南】【解题指南】结合热力学第一定律、热力学第二定律的相关知结合热力学第一定律、热力学第二定律的相关知识进行研究分析识进行研究分析. .【自主解答】【自主解答】选选B.B.热力学第一定律是热现象中内能与其他形式热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所能的转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故有的热学过程，故C C错误；由热力学第二定律可知，热量不能自错误；由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非有外界的影响或帮助发地从低温物体传到高温物体，除非有外界的影响或帮助. .电冰电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，故消耗电能，故B B正确，正确，A A、D D错误错误. .【总结提升】【总结提升】解答本题的关键在于理解热力学第一、第二定律，解答本题的关键在于理解热力学第一、第二定律，特别是对第二定律应理解特别是对第二定律应理解“自发地自发地”和和“不产生其他影响不产生其他影响”的的涵义涵义. .第第(1)(1)问中易错选问中易错选A.A.原因是误认为热量可以自发地从冰箱内传到原因是误认为热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外，其实热量在从冰箱内传到冰箱外时，需要压缩机的帮冰箱外，其实热量在从冰箱内传到冰箱外时，需要压缩机的帮助，并消耗电能，并不是助，并消耗电能，并不是“自发地自发地”、“不产生其他影响不产生其他影响”. . 热点考向热点考向3 3 气体实验定律与热力学定律综合气体实验定律与热力学定律综合【例证【例证3 3】(2012(2012广东高考广东高考) )景颇景颇族的祖先发明的点火器如图所示族的祖先发明的点火器如图所示, ,用牛角做套筒用牛角做套筒, ,木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在此压缩过程中点燃，对筒内封闭的气体，在此压缩过程中( )( )A.A.气体温度升高气体温度升高, ,压强不变压强不变B.B.气体温度升高气体温度升高, ,压强变大压强变大C.C.气体对外界做正功气体对外界做正功, ,气体内能增加气体内能增加D.D.外界对气体做正功外界对气体做正功, ,气体内能减少气体内能减少 【解题指南】【解题指南】本题利用热力学第一定律及理想气体状态方程本题利用热力学第一定律及理想气体状态方程求解求解. .【规范解答】【规范解答】选选B.B.由于套筒内封闭着一定质量的气体，当猛由于套筒内封闭着一定质量的气体，当猛推推杆时推杆迅速压缩气体，外界对气体做正功推推杆时推杆迅速压缩气体，外界对气体做正功. .由于这一由于这一过程进行得很快，可以看成是一个近似的绝热过程，即整个过程进行得很快，可以看成是一个近似的绝热过程，即整个系统来不及向外界传递热量系统来不及向外界传递热量. .根据热力学第一定律，这时外根据热力学第一定律，这时外力做的功只能用来增加气体的内能力做的功只能用来增加气体的内能. .这就使气体分子的运动这就使气体分子的运动加剧，引起气体分子平均动能增加，气体温度升高加剧，引起气体分子平均动能增加，气体温度升高. .所以艾所以艾绒即刻被点燃绒即刻被点燃. .由于被封闭的气体质量不变，温度升高，而由于被封闭的气体质量不变，温度升高，而体积变小，则由气体状态方程知压强变大体积变小，则由气体状态方程知压强变大. .故故B B选项正确，其选项正确，其他选项都错他选项都错. .【总结提升】【总结提升】气体实验定律与热力学定律的综合问题的处理方气体实验定律与热力学定律的综合问题的处理方法法(1)(1)气体实验定律研究对象是一定质量的理想气体气体实验定律研究对象是一定质量的理想气体. .(2)(2)解决具体问题时，分清气体的变化过程是求解问题的关键，解决具体问题时，分清气体的变化过程是求解问题的关键，根据不同的变化，找出与之相关的气体状态参量，利用相关规根据不同的变化，找出与之相关的气体状态参量，利用相关规律解决律解决. .(3)(3)对理想气体，只要体积变化外界对气体对理想气体，只要体积变化外界对气体( (或气体对外界或气体对外界) )要做要做功功W=pVW=pV；只要温度发生变化，其内能要发生变化；只要温度发生变化，其内能要发生变化. .(4)(4)结合热力学第一定律结合热力学第一定律U=W+QU=W+Q求解问题求解问题. .1.(20111.(2011福建高考福建高考) )一定量的理想气体在某一过程中，从外界一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量吸收热量2.52.510104 4 J J，气体对外界做功，气体对外界做功1.01.010104 4 J J，则该理想，则该理想气体的气体的( )( )A.A.温度降低，密度增大温度降低，密度增大B.B.温度降低，密度减小温度降低，密度减小C.C.温度升高，密度增大温度升高，密度增大D.D.温度升高，密度减小温度升高，密度减小【解析】【解析】选选D.D.由热力学第一定律由热力学第一定律U=W+QU=W+Q，Q=2.5Q=2.510104 4 J J，W=W=-1.0-1.010104 4 J J，可知，可知UU大于零，气体内能增加，温度升高，大于零，气体内能增加，温度升高，A A、B B错；气体对外做功，体积增大，密度减小，错；气体对外做功，体积增大，密度减小，C C错，错，D D对对. .2.(20132.(2013福州模拟福州模拟) )被压瘪但尚未破裂的乒乓球放在热水里泡被压瘪但尚未破裂的乒乓球放在热水里泡一会儿，就会重新鼓起来一会儿，就会重新鼓起来. .这一过程乒乓球内的气体这一过程乒乓球内的气体( )( )A.A.吸热，对外做功，内能不变吸热，对外做功，内能不变 B.B.吸热，对外做功，内能增加吸热，对外做功，内能增加C.C.温度升高，体积增大，压强不变温度升高，体积增大，压强不变 D.D.压强增大，单位体积分子数增大压强增大，单位体积分子数增大【解析】【解析】选选B.B.乒乓球放在热水里泡一会儿，温度升高，内能增乒乓球放在热水里泡一会儿，温度升高，内能增加，压强增大，加，压强增大，A A、C C错误错误. .乒乓球重新鼓起来，体积增大，单位乒乓球重新鼓起来，体积增大，单位体积分子数减少，气体对外做功，据体积分子数减少，气体对外做功，据U=W+QU=W+Q可知可知Q Q0 0，乒乓球，乒乓球内的气体吸热，内的气体吸热，B B对，对，D D错错. .3.3.关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是( )( )A.A.第二类永动机违反能量守恒定律第二类永动机违反能量守恒定律B.B.如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C.C.外界对物体做功，则物体的内能一定增加外界对物体做功，则物体的内能一定增加D.D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的的观点来看这两种改变方式是有区别的【解析】【解析】选选D.D.第二类永动机违反热力学第二定律并不违反能量第二类永动机违反热力学第二定律并不违反能量守恒定律，守恒定律，A A错误错误. .由热力学第一定律可知吸收热量物体的内能由热力学第一定律可知吸收热量物体的内能不一定增加，不一定增加，B B错误错误. .同理外界对物体做功，物体的内能也不一同理外界对物体做功，物体的内能也不一定增加，定增加，C C错误错误. .做功和热传递都可以改变物体的内能，但做功做功和热传递都可以改变物体的内能，但做功是能量的转化，热传递是能量的转移，是能量的转化，热传递是能量的转移，D D正确正确. .【总结提升】【总结提升】两类永动机的比较两类永动机的比较分类分类第一类永动机第一类永动机第二类永动机第二类永动机设计要求设计要求不需要任何动力或燃不需要任何动力或燃料，却能不断地对外料，却能不断地对外做功的机器做功的机器从单一热源吸收热量，使从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生之完全变成功，而不产生其他影响的机器其他影响的机器 不可能不可能制成的原因制成的原因违背能量守恒违背能量守恒不违背能量守恒，违背热不违背能量守恒，违背热力学第二定律力学第二定律4.4.关于热力学定律，下列说法正确的是关于热力学定律，下列说法正确的是( )( )A.A.在一定条件下物体的温度可以降到在一定条件下物体的温度可以降到0 K0 KB.B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C.C.吸收了热量的物体，其内能一定增加吸收了热量的物体，其内能一定增加D.D.压缩气体总能使气体的温度升高压缩气体总能使气体的温度升高【解析】【解析】选选B.B.由热力学第三定律知，绝对零度不可能达到，由热力学第三定律知，绝对零度不可能达到，A A错；错；由热力学第二定律知，物体从单一热源吸收的热量可全部用于由热力学第二定律知，物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，但是将产生其他影响，做功，但是将产生其他影响，B B对；物体吸收了热量，若全部用对；物体吸收了热量，若全部用于对外做功，其内能不变，于对外做功，其内能不变，C C错；压缩气体，若气体向外放热，错；压缩气体，若气体向外放热，气体的温度不一定升高，气体的温度不一定升高，D D错错. .5.(20125.(2012福建高考福建高考) )关于热力学定律和分子动理论关于热力学定律和分子动理论, ,下列说法正下列说法正确的是确的是( )( )A.A.一定量气体吸收热量一定量气体吸收热量, ,其内能一定增大其内能一定增大B.B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体不可能使热量由低温物体传递到高温物体C.C.若两分子间距离增大若两分子间距离增大, ,分子势能一定增大分子势能一定增大D.D.若两分子间距离减小若两分子间距离减小, ,分子间引力和斥力都增大分子间引力和斥力都增大【解析】【解析】选选D.D.据热力学第一定律据热力学第一定律U=W+QU=W+Q可知气体吸收热量对外可知气体吸收热量对外做功，内能不一定增大，做功，内能不一定增大，A A错；热量可以由低温物体传递到高温错；热量可以由低温物体传递到高温物体但要引起其他变化，物体但要引起其他变化，B B错；两分子间距离减小，分子间引力错；两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大，和斥力都增大，D D对；当分子间作用力表现为斥力时，距离增大，对；当分子间作用力表现为斥力时，距离增大，分子势能减小，分子势能减小，C C错错. .6.(20136.(2013潮州模拟潮州模拟) )如图所示，将如图所示，将一空的铝制易拉罐开口向下压入恒一空的铝制易拉罐开口向下压入恒温游泳池的水中，则易拉罐在水中温游泳池的水中，则易拉罐在水中缓慢下降过程中，罐内空气缓慢下降过程中，罐内空气( (可视可视为理想气体为理想气体)( )( )A.A.内能增大内能增大B.B.分子间的平均距离减少分子间的平均距离减少 C.C.从外界吸热从外界吸热D.D.对外界做正功对外界做正功【解析】【解析】选选B.B.下降越深，罐内空气的压强越大，在温度不变的下降越深，罐内空气的压强越大，在温度不变的情况下，气体的体积越小，分子间的平均距离减少，外界对气情况下，气体的体积越小，分子间的平均距离减少，外界对气体做功，选项体做功，选项B B正确，正确，D D错误；温度不变，罐内空气的内能不变，错误；温度不变，罐内空气的内能不变，选项选项A A错误；外界对气体做功，罐内空气的内能不变，根据热力错误；外界对气体做功，罐内空气的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体一定放热，选项学第一定律可知，气体一定放热，选项C C错误错误. .7.(20137.(2013聊城模拟聊城模拟) )下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A.A.常温常压下，一定质量的气体，保持体积不变，压强将随温常温常压下，一定质量的气体，保持体积不变，压强将随温度的增大而增大度的增大而增大B.B.用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功3.53.510105 5 J J，同时空，同时空气的内能增加了气的内能增加了2.52.510105 5 J J，则空气从外界吸收热量，则空气从外界吸收热量1.01.010105 5 J JC.C.物体的温度为物体的温度为0 0 时，分子的平均动能为零时，分子的平均动能为零D.D.热量从低温物体传到高温物体是不可能的热量从低温物体传到高温物体是不可能的【解析】【解析】选选A.A.根据一定质量气体压强、温度和体积的关系可知，根据一定质量气体压强、温度和体积的关系可知，体积一定时，气体温度升高，则压强增大，体积一定时，气体温度升高，则压强增大，A A项正确；由热力学项正确；由热力学第一定律第一定律U=W+QU=W+Q可知，气体应向外界放热，可知，气体应向外界放热，B B项错；物体的温项错；物体的温度为热力学温度度为热力学温度0 K0 K时，分子平均动能为零，时，分子平均动能为零，C C项错；热量只是项错；热量只是不能自发地从低温物体传到高温物体，如空调可以把热量从温不能自发地从低温物体传到高温物体，如空调可以把热量从温度较低的室内转移到室外，度较低的室内转移到室外，D D项错项错. . 8.(20128.(2012南昌模拟南昌模拟) )用力拉活塞，使封闭在汽缸内的气体的体用力拉活塞，使封闭在汽缸内的气体的体积迅速增大为原来的两倍，若汽缸不漏气，那么此时汽缸内气积迅速增大为原来的两倍，若汽缸不漏气，那么此时汽缸内气体压强体压强p p2 2和原来的压强和原来的压强p p1 1相比较有相比较有( )( )A.pA.p2 2=p=p1 1/2 B.p/2 B.p2 2p p1 1/2/2C.pC.p2 2p p1 1/2 D./2 D.无法确定无法确定【解析】【解析】选选C.C.封闭在汽缸内的气体的体积迅速增大为原来的两封闭在汽缸内的气体的体积迅速增大为原来的两倍，气体对外做功，温度降低，倍，气体对外做功，温度降低，T T1 1T T2 2，由，由 得，得，p p2 2 ，C C正确，正确，A A、B B、D D错误错误. .112212p Vp VTT1p29.9.喷雾器喷雾器( (如图如图) )内有内有10 L10 L水，上部封闭有水，上部封闭有1 atm 1 atm 的空气的空气2 L.2 L.关关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm1 atm的空气的空气3 L(3 L(设外设外界环境温度一定，空气可看做理想气体界环境温度一定，空气可看做理想气体).).则针对喷雾器则针对喷雾器, ,下列说下列说法正确的是法正确的是( )( )A.A.打气过程中发生的是等压过程打气过程中发生的是等压过程B.B.打气过程中发生的是等容过程打气过程中发生的是等容过程C.C.打气过程中发生的是等温过程打气过程中发生的是等温过程D.D.当打入空气后水面上方空气与外界温度相等时当打入空气后水面上方空气与外界温度相等时, ,气体压强为气体压强为2.5 atm2.5 atm【解析】【解析】选选D.D.打气过程中打气过程中, ,空气压强增大空气压强增大, ,体积减小体积减小, ,温度升高温度升高, ,则则A A、B B、C C都错误都错误. .等水面上方空气与外界温度相等时等水面上方空气与外界温度相等时, ,根据玻意根据玻意耳定律耳定律p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2解得解得p p2 2=2.5 atm,=2.5 atm,故故D D正确正确. .10.10.如图所示，导热的汽缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量如图所示，导热的汽缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个沙桶，的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止，现将沙桶底部钻一个小洞，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止，现将沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出让细沙慢慢漏出. .汽缸外部温度恒定不变，则下列说法中正确的汽缸外部温度恒定不变，则下列说法中正确的有有( )( )A.A.缸内的气体压强减小，内能增加缸内的气体压强减小，内能增加B.B.缸内的气体压强增大，内能不变缸内的气体压强增大，内能不变C.C.缸内的气体压强不变，内能减少缸内的气体压强不变，内能减少D.D.外界对缸内气体做功，缸内气体内能增加外界对缸内气体做功，缸内气体内能增加【解析】【解析】选选B.B.设小桶质量为设小桶质量为M,M,沙质量为沙质量为m,m,对活塞受力分析得对活塞受力分析得p p0 0S=pS+(m+M)g, S=pS+(m+M)g, 细沙慢慢漏出细沙慢慢漏出,m,m减小，减小，p p增大，增大，A A、C C错，导热错，导热的汽缸外部温度恒定不变，内能不变，的汽缸外部温度恒定不变，内能不变，D D错错. .11.(201211.(2012泉州模拟泉州模拟) )在绝热的汽缸内在绝热的汽缸内封闭着质量、体积和种类都相同的两封闭着质量、体积和种类都相同的两部分气体部分气体A A和和B(B(不计气体分子之间的作不计气体分子之间的作用力用力) )，中间用导热的固定隔板，中间用导热的固定隔板P P隔开隔开. .若不导热的活塞若不导热的活塞Q Q在外力作用下向外移动时，下列论述正确的在外力作用下向外移动时，下列论述正确的是是( )( )A.A.气体气体A A压强减小，内能不变压强减小，内能不变B.B.气体气体B B压强减小，内能不变压强减小，内能不变C.C.气体气体B B压强减小，内能减小压强减小，内能减小D.D.气体气体A A压强不变，内能不变压强不变，内能不变【解题指南】【解题指南】解答本题应注意理解以下两个方面：解答本题应注意理解以下两个方面：(1)(1)绝热的汽缸和不导热的活塞说明密闭气体与外界没有进行热绝热的汽缸和不导热的活塞说明密闭气体与外界没有进行热传递传递, ,即即Q=0.Q=0.(2)(2)导热的隔板说明导热的隔板说明A A和和B B两部分气体稳定时温度相等两部分气体稳定时温度相等. .【解析】【解析】选选C.C.设活塞面积为设活塞面积为S,S,则活塞则活塞Q Q在外力作用下，气体在外力作用下，气体B B的的压强压强p=pp=p0 0- ,- ,即压强减小，由于体积增大，气体对外做功即压强减小，由于体积增大，气体对外做功W0,W0,据据U=W+Q,Q=0U=W+Q,Q=0因此因此U0,U0,即气体即气体B B内能减小内能减小,B,B错错C C对对. .由于导热由于导热隔板隔板P P固定，故固定，故A A体积不变，但体积不变，但A A、B B内温度相同，由于内温度相同，由于B B内气体对内气体对外界做功，温度降低，故外界做功，温度降低，故A A内气体温度降低，内能减小，由内气体温度降低，内能减小，由 知知A A内气体压强减小，故内气体压强减小，故A A、D D错错. .FS1212ppTT12.12.一定质量的理想气体一定质量的理想气体, ,当它发生如图当它发生如图所示的状态变化时所示的状态变化时, ,哪一个状态变化过程哪一个状态变化过程中中, ,气体吸收热量全部用来对外界做功气体吸收热量全部用来对外界做功( )( )A.A.由由A A至至B B状态变化过程状态变化过程B.B.由由B B至至C C状态变化过程状态变化过程C.C.由由C C至至D D状态变化过程状态变化过程D.D.由由D D至至A A状态变化过程状态变化过程【解析】【解析】选选D.AD.A至至B B、C C至至D D状态状态, ,体积不变体积不变, ,没有对外做功没有对外做功,A,A、C C错错;B;B至至C C状态状态, ,体积减小体积减小, ,外界对气体做功外界对气体做功,B,B错错;D;D至至A A状态状态, ,温度不温度不变变, ,内能不变内能不变, ,体积变大体积变大, ,因此吸收热量全部用来对外做功因此吸收热量全部用来对外做功,D,D对对. .
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