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1热力学定律及能量守恒气体一、选择题1．下列说法中正确的是A．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显C．内能向机械能转化是有条件的，即环境中必须存在温度差，通过科技创新，我们能够研制出内能全部转化为机械能的热机D．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大解析：本题考查热力学定律．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，故A、C选项错误．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，合力越小，布朗运动越不明显，故B选项错误．根据温度的微观定义分析可知，D选项正确．答案：D2A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少解析：考查热力学第一定律、温度是分子平均热运动动能的标志、分子动理论等内容．气体分子距离远大于分子大小，所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A项错；温度是物体分子平均动能的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，B项正确；气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的，C项正确；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，D项错．答案：BC2320110℃和100A．同一温度下，氧气分子的速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例升高D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变大解析：由题图可知，氧气分子的速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，A正确；这是一个统计规律，不能说随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大，B错误；随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例降低，氧气分子的平均速率增大，C错误、D正确．答案：AD4．能源是当今社会快速发展所面临的一大难题，由此，人们想到了永动机．关于第二类永动机，甲、乙、丙、丁4名同学争论不休．甲：第二类永动机不违反能量守恒定律，应该可以制造成功．乙：虽然内能不可能全部转化为机械能，但在转化过程中可以不引起其他变化．丙：摩擦、漏气等因素导致能量损失，第二类永动机才因此不能制成丁：内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因．A．甲B．乙C．丙D．丁解析：内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因．答案：D35．热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象．所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的能量重新收集、重A．能量耗散说明能量不守恒B．能量耗散不符合热力学第二定律C．能量耗散过程中能量仍守恒D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性解析：由热力学第二定律知，由大量分子参与的宏观过程是有方向性的，能量耗散现象说明了能量转化过程中有方向性，D正确，B不正确；任何时候，能量的转化总是守恒的，A不正确，C正确．答案：CD6A．在一房间内，打开一台冰箱的门，再接通电源，过一段时间后，室内温度会降低B．从目前的理论看来，只要实验设备足够高级，可以使温度降低到－274℃C．第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律D．机械能可以自发地全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化解析：房间内打开冰箱门再接通电源，冰箱吸收和放出的热量相等，即使时间再长室内温度也不会降低，选项A错；绝对温度为－274℃，是不可能达到的，选项B错；内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化，否则就违背了热力学第二定律，选项D错．答案：C7.右图为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中4制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外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，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律解析：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，适用于所有的热学过程，故C正确，D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给高温物体，除非有外界的影响或帮助．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消耗电能，故应选B、C.答案：BC8.如右图所示绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一A．初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能B．系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小C．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气D．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小解析：温度是气体分子热运动的平均动能的标志，初始时两部分气体温度相同，故平均动能相同，A错；5因为隔板导热，系统重新平衡时，两部分气体温度必相等．对两部分气体构成的系统，由ΔU＝W＋Q，可知当Q＝0，W＝0时，ΔU＝0，即系统内能不变，故重新平衡后温度与松开固定栓前相同，故B错；对氢气，ΔU＝0.因其体积增大，W＜0，必有Q＞0，即氢气从氧气吸热，C对；松开固定栓后，氢气快速压缩氧气，氧气内能增加，温度升高，随着热量逐渐传递给氢气，氧气内能再逐渐减小，D对．答案：CD920111，现设法使其温度降低，同时压强增大，到达平衡状态2，则在从1到2A．气体分子平均动能增大B．气体分子之间的距离减小C．气体的内能减小D．气体吸热解析：对一定质量的理想气体，温度降低，气体分子平均动能一定减小，A错误；由气体压强、温度、体积的关系可知，温度降低的同时压强增大，体积一定减小，气体分子之间的距离减小，B正确；理想气体的内能只与温度有关，温度降低，气体的内能减小，C正确；气体体积减小，外界一定对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放热，D错误．答案：BC102011A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果B．在爆裂前受曝晒的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大C．在爆裂前受曝晒的过程中，气体吸热，但内能不变D．在车胎爆裂的瞬间，气体内能增加答案：B116FA．若活塞重力不计，拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量B．分子平均动能不变C．单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少D．每个分子对缸壁的冲力都会减小解析：活塞向上运动气体体积增大，气体对外做功，又没有发生热传递，故气体的温度降低，压强一定减小，故分子平均动能减小．气体对外做的功等于气体内能的减少量．答案：C122009板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．气缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源．当缸内气体再次达到平衡时，与初A．右边气体温度升高，左边气体温度不变B．左右两边气体温度都升高C．左边气体压强增大D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量解析：虽然气缸壁和隔板绝热，但右边气体由于电热丝通电放出热量而温度升高，压强增大，从而推动隔板，左边气体因隔板压缩气体对内做功，没有热交换，故内能一定增加，温度升高，由错误!＝常数，左边气体V变小，T变大，故p一定变大，对右边气体，由于最终还要达到平衡，则p变大，V变大，T一定变大，由此可知，A错，B、C都对；又右边气体吸收电热丝放出的热量后，由于对外做了功，故气体内能的增加量小于电热丝放出的热量，故选项D不对．答案：BC7131________①分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大②分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大③物体温度越高，则该物体内所有分子运动的速率都一定越大④显微镜下观察到墨水中的小颗粒在不停的作无规则运动，这就是液体分子的运动2________.①气体的密度增大②气体的压强不变③气体分子的平均动能减小④气体分子每秒撞击单位面积器壁的数目增多解析：1rr0时，分子间距离增加，分子力做正功，分子势能减小，当rr0时，分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增加，所以①对②错；温度越高，物体内大量分子的平均速率增大，并不是所有分子速率都增大，③错；布朗运动中，是液体中的小颗粒在做无规则的运动，从而间接的反映出液体分子在做无规则运动，④错．本题主要考查概念和记忆，属容易题．2质，封闭气缸内，容积不变，气体质量不变，所以气体密度不变①错；温度升高，分子平均动能增加，每秒钟撞击单位面积器壁的分子数增多，对器壁的撞击力变大，压强变大，所以②③错；④对．答案：1214280J，并对外做功120J，试问：12240J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，8还是外界对气体做功？做功多少？解析：1力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝－120J＋280J＝160J气体的内能增加了160J.2到②状态的过程中内能的变化，则从②状态到①状态的内能应减少160J即ΔU′＝－160J，又Q′＝－240J，根据热力学第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′，所以W′＝ΔU′－Q′＝－160J240J80J，即外界对气体做功80J.答案：1160J280J