《气体实验定律和热力学第一定律的综合应用》课件

专题练习(四)气体实验定律和热力学第一

定律的综合应用第三章例题

带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体,其状态变化如图所示。气体开始处于状态A,由状态A到达状态B,其内能减小了E,后又经状态B到达状态C。设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为pA、VA和TA。在状态B时的体积为VB,状态C时的温度为TC,已知一定量的理想气体的内能U与热力学温度T之间满足U=kT,k>0。求:(1)气体在状态B时的温度;(2)通过计算说明A→B、B→C过程中,气体是吸收还是放出热量?热量为多少?TA)+pA(VB-VA),由于VA>VB,所以Q1<0,即气体放出热量。B→C过程中,气体等容升温,则外界对气体不做功W2=0,气体的内能增加ΔUBC=k(TC-TB),规律方法

1.理想气体状态变化时的功、热和内能变化的判断思路(1)利用体积的变化分析做功情况:①气体体积增大(或减小),气体对外界(外界对气体)做功;②利用W=p·ΔV或p-V图像与坐标轴所围成的面积计算功的大小;③气体发生等容变化,体积不变,则气体对外或外界对气体不做功,W=0;(2)利用温度的变化分析内能的变化:①一定质量的理想气体的内部温度升高(或降低),内能增加(或减小);②气体发生等温变化,温度不变,则内能不变,ΔU=0;(3)利用热力学第一定律判断是吸热还是放热:①由热力学第一定律ΔU=W+Q,则Q=ΔU-W,若已知气体的做功情况和内能的变化情况,即可判断气体状态变化是吸热过程还是放热过程;②气体发生绝热变化,则气体与外界无热传递,Q=0。2.解决此类综合问题基本思路(1)确定研究对象:一定质量的某种气体;(2)两类分析:①气体初、末状态变化及其状态参量分析;②气体做功、传热及内能变化分析;(3)列方程求解:综合列出气体实验定律、气态方程和热力学第一定律方程。1.[广东韶关实验中学月考]如图所示，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。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能转动较长时间，下列说法正确的是(

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DA.转轮依靠自身惯性转动，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

2.（多选）[广东广州六中期末考试]景颇族的祖先发明的点火器的简化图如图所示，用牛角做套筒，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(

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BCA.气体温度升高，压强不变B.气体温度升高，压强变大C.外界对气体做正功，气体内能增加D.外界对气体做正功，气体内能减少

√√√

4.新情境[辽宁大连育明高级中学期中]如图甲所示是中国传统玩具饮水鸟，其内部结构如图乙所示。在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里，“喝”了一口后，小鸟直立起来，之后无需人的干预，小鸟直立一会儿就会自己俯下身去“喝”水，然后又会直立起来。就这样周而复始，小鸟不停地点头“喝”水，则下列说法正确的是(

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图甲图乙A.饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能B.水杯中的水干了之后，小鸟还能点头“喝”水C.饮水鸟是一架永动机D.此现象违背了热力学第二定律√【解析】

饮水鸟的原理是先在鸟嘴上滴一些水，水分蒸发吸热使得头部气压小于肚子中的气压，从而使肚子中的部分液体压入头部，使重心上移，鸟的身体变得不稳定而发生倾斜，倾斜的过程中肚子中的玻璃管口脱离液面，从而使头部的液体又回流到肚子中，使鸟的身体再回到开始的竖直状态，而刚才倾斜的过程中鸟嘴刚好又沾到了水，鸟嘴的水分蒸发，重复前面的运动，即饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能，A正确；根据上述可知，当水杯中的水干了之后，由于不能形成头部和肚子的压强差，小鸟不能再上下运动，即小鸟不能点头“喝”水，B错误；饮水鸟仍然遵循能量守恒定律，不是一架永动机，C错误；根据上述可知，此现象没有违背热力学第二定律，D错误。

√√

BC

7.[安徽皖北县中联盟联考]如图所示，水平面上的绝热气缸