第38课热力学定律与能量守恒

1、.第38课 ·热力学定律与能量守恒1对热力学第一定律的理解a绝热系统中可根据UW判断内能变化1多项选择2019全国，5分如下图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体到达稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。以下说法正确的选项是A气体自发扩散前后内能一样B气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中，气体对外界做功D气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变答案：ABD解析：气体向真空扩散过程中不对外做功，且又因为汽缸绝热，可

2、知气体自发扩散前后内能一样，故A项正确，C项错误。气体在被压缩的过程中，活塞对气体做功，因此气体内能增加，故B项、D项均正确。气体在被压缩的过程中，因气体内能增加，那么温度升高，气体分子的平均动能增加，故E项错误。b根据UQW判断内能变化22019北京理综，6分以下说法正确的选项是A物体放出热量，其内能一定减小B物体对外做功，其内能一定减小C物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变答案：C解析：物体放出热量，假设外界对物体做的功大于其放出的热量，内能可能增加，故A项错误。物体对外做功，假设同时从外界吸收的热量大于对外做的功，那么内能增加，故B项错误

3、。物体吸收热量，同时对外做功，假设物体吸收的热量大于对外做的功，那么内能增加，故C项正确。物体放出热量，Q<0，同时对外做功，W<0，那么U<0，内能一定减少，故D项错误。2对热力学第二定律的理解a根据“自发和“不产生其他影响进展相关判断3多项选择2019汇编，5分根据热力学定律，以下说法正确的选项是A热量不可能自发地从低温物体传到高温物体2019全国B热量只能从高温物体向低温物体传递2019四川理综C根据热力学定律，热机的效率可以到达100%2019安徽理综D物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功2020四川理综答案：AD解析：根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体

4、传到高温物体，故A项正确。热量可以从低温物体传向高温物体，但要产生其他影响，故B项错误。根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能到达100%，故C项错误。根据热力学第二定律，物体从单一热源吸收的热量不能全部用于做功而不产生其他影响，所以在产生其他影响的情况下物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，故D项正确。b根据能量守恒与热力学第二定律断定永动机不能制成4经典题，4分如下图，一演示用的“永动机转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水，推动转轮转动。分开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。以下说法正确的选项是A转轮

5、依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C转动的叶片不断搅动热水，水温升高D叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量答案：D解析：转轮转动的过程中抑制摩擦力做功，转轮的速度越来越小，所以要维持转轮转动需要外力做功，故A项错误。要维持转轮转动需要外力做功，转轮转动所需能量不能由转轮自己提供，故B项错误。转动的叶片不断搅动热水的过程是水对转轮做功的过程，同时水会向四周放出热量，根据热力学第一定律可知水的内能减小，故水温降低，故C项错误。根据能量守恒定律，叶片在热水中吸收的热量一部分在空气中释放，还有一部分转化为转轮的机械能，故叶片在热水中吸收的热量一定大于

6、在空气中释放的热量，故D项正确。3气体实验定律与热力学第一定律的综合应用a查理定律、玻意耳定律与热力学第一定律结合解题5经典题，8分一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开场时内部封闭气体的压强为p0。经过太阳曝晒，气体温度由T0300 K升至T1350 K。求此时气体的压强；保持T1350 K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。5答案：p02分 4分吸热，因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变U0，而剩余气体膨胀对外做功W<0，所以根据

7、热力学第一定律UWQ可知Q>0，即剩余气体要吸热。2分解析：设升温后气体的压强为p1，由查理定律得1分代入数据得p1p0p01分抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V，由玻意耳定律得p1V0p0V1分联立式得VV01分设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k，由题意得k1分联立式得k1分吸热，因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变U0，而剩余气体膨胀对外做功W<0，所以根据热力学第一定律UWQ可知Q>0，即剩余气体要吸热。2分b理想气体状态方程C与热力学第一定律结合解题62019重庆理综，6分某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。假设这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么A外界对胎内气体做功，气体内能减小B外界对胎内气体做功，气体内能增大C胎内气体对外界做功，内能