1、第十三章 热学第三讲 热力学定律与能量守恒定律课时跟踪练A 组 基础巩固1(2015重庆卷 )某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大若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，内能减小D胎内气体对外界做功，内能增大解析：对车胎内的理想气体分析知，体积增大为气体对外做功，体积增大，由 C 得温度升高，内能增大，故选项 D 正确pVT答案：D2(多选 )用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时， 假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( )A体积减小，
2、内能增大B体积减小，压强减小C对外界做负功，内能增大D对外界做正功，压强减小解析：充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体做正功，由于袋内气体与外界无热交换，据热力学第一定律判知气体内能增加，故 A、C 正确；袋内气体温度升高，体积减小，由 C 判知pVT气体压强变大，故 B、D 错误答案：AC3(多选 )(2018昆明模拟 )关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述错误的是( )A热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的B内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾C两条定
3、律都是有关能量转化的规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D能量守恒定律已包含了热力学第一定律和热力学第二定律E热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的解析：热力学第一定律是能量守恒在热现象中的体现，而热力学第二定律则指出内能和其他形式的能发生转化的方向性，二者并不矛盾，故 A、C、D 错误，B 正确；热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的，各自描述了热现象中不同方面的规律，E 正确答案：ACD4(多选 )下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是( )A第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B能量耗散过程中能量不守恒C电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学
4、第二定律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方向性E物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功解析：第一类永动机是指不消耗能量却可以不断对外做功的机器，违背了能量守恒定律，A 正确；能量耗散过程中能量仍是守恒的，B 错误；电冰箱在电机做功情况下，不断地把冰箱内的热量传到外界，没有违背热力学第二定律，C 错误；能量耗散具有方向性，D 正确；物体在引起其他变化时可以从单一热源吸收热量并全部用于做功，E 正确答案：ADE5(多选 )下列关于热现象的说法正确的是( )A一定质量的 100 的水吸收热量后变成 100 的水蒸气，系统的内能保持不变B对某物体做功，可能会使该物体的内能增加C
5、气体分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的温度和体积D一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同E功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功解析：根据能量守恒定律，一定质量的 100 的水吸收热量后变成 100 的水蒸气，系统的内能增加，选项 A 错；功可以全部转化为热，热量在引起其他变化的情况下也可以全部转化为功，选项E 错答案：BCD6(多选 )(2018南昌模拟 )关于热现象和热力学定律，下列说法中正确的是( )A甲物体自发传递热量给乙物体，说明甲物体的内能比乙物体的多B煤、石油、天然气等能源所储存的能量最初来源可追溯到太阳能C一定质量的气体经历等容过程，如果吸热则其内能一
6、定增大D物体的内能在宏观上只与其温度和体积有关E压缩气体，对其做 2.0105 J 的功，同时气体向外界放出 1.5105 J 的热量，则气体的内能增加了 0.5105 J解析：甲物体自发传递热量给乙物体，说明甲物体的温度比乙物体的温度高，选项 A 错；煤、石油、天然气等能源所储存的能量最初来源可追溯到太阳能，选项 B 对；一定质量的气体经历等容过程，不对外做功，根据热力学第一定律，如果吸热则其内能一定增大，选项 C 对；物体的内能在宏观上不但与其温度和体积有关，而且还与分子数有关，选项 D 错；压缩气体，对其做 2.0105 J 的功，同时气体向外界放出 1.5105 J 的热量，根据热力学
7、第一定律，则气体的内能增加了 0.5105 J，选项 E 对答案：BCE7(2018济南模拟 )一定质量的气体，在从状态 1 变化到状态 2的过程中，吸收热量 280 J，并对外做功 120 J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了 240 J 的热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？解析：(1) 由热力学第一定律可得 UWQ 120 J280 J160 J，气体的内能增加了 160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态 2 回到状态1 的过程中内能的变化量应等于从状态 1 到状态 2 的过程
8、中内能的变化量，则从状态 2 到状态 1 的内能应减少 160 J，即 U160 J，又 Q240 J，根据热力学第一定律得 UWQ，所以 W UQ160 J(240 J)80 J，即外界对气体做功 80 J.答案：(1) 增加了 160 J (2) 外界对气体做功 80 J8如图甲所示，用面积为 S 的活塞在气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为 m.现使气缸内的气体缓缓按图乙所示的规律变化，气缸内的气体从状态 A 变化到状态 B.若该过程中气体内能发生了变化，气体柱高度增加了 L.外界大气压强为 p0.(1)(多选)下列说法中正确的是_A该过程中气缸内气体的压
9、强始终为 p0B该过程中气体的内能不断增大C该过程中气体不断从外界吸收热量D气体在该过程中吸收的热量大于它对外界做的功EA 和 B 两个状态，气缸内壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数相同(2)气缸内气体的温度为 T1 时，气体柱的高度为 L_( 用图中和题目中给出的字母表示)(3)若气体从状态 A 变化到状态 B 的过程中从外界吸收的热量为Q，则被封闭气体的内能变化了多少？解析：(1) 根据题图乙可知气体在该过程中发生的是等压变化，该过程中气缸内气体的压强始终为 p0 ，选项 A 错误；由图乙可mgS知气体温度升高，内能增大，气体体积膨胀对外做功，根据热力学第一定律可知，气体必定从外界
10、吸收热量，且气体从外界吸收的热量大于气体对外做的功，选项 B、C、D 正确；A 和 B 两个状态，气体温度不相同，气体分子运动的平均速率不相等，单个分子对气缸内壁的平均撞击力也不相等，根据等压变化，可判断气缸内壁单位面积单位时间内受到分子撞击的次数不同，选项 E 错误(2)由盖 吕萨克定律得 ，即 ，V1T1 V2T2 LST1 （L L）ST2解得 L .T1LT2 T1(3)对活塞和砝码整体，由力的平衡条件得mgp 0SpS，解得 pp 0 ，mgS气体从状态 A 变化到状态 B 的过程中对外做的功为W pSL (p 0Smg)L，由热力学第一定律得UQWQ (p 0Smg) L .答案：
11、(1)BCD (2) LT1T2 T1(3)Q( p0Smg) LB 组 能力提升9.(多选) 如图所示，气缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体 A 和 B，活塞处于静止平衡状态现通过电热丝对气体 A 加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是( )A气体 A 吸热，内能增加B气体 B 吸热，对外做功，内能不变C气体 A 分子的平均动能增大D气体 A 和气体 B 内每个分子的动能都增大E气体 B 分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少解析：气体 A 进行等容变化，则 W0，根据
12、UW Q 可知气体 A 吸收热量，内能增加，温度升高，气体 A 分子的平均动能变大，但是不是每个分子的动能都增加，选项 A、C 正确，D 错误；因为中间是导热隔板，所以气体 B 吸收热量，温度升高，内能增加，又因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，选项 B 错误；气体B 的压强不变，但是体积增大，平均动能增大，所以气体 B 分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少，选项 E 正确答案：ACE10(多选)(2018 哈尔滨第三中学模拟 )下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )A气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故B一定量 100 的水变成 100 的水蒸
13、气，其分子之间的势能增加C对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热D如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大E一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和解析：气体分子间距较大，分子间的分子力很小，分子永不停息地做无规则运动，所以气体如果失去了容器的约束就会散开，故A 错误；一定量 100 的水变成 100 的水蒸气，内能增加，动能不变，分子势能增加，故 B 正确；由 C 可知，对于一定量的气pVT体，如果压强不变，体积增大则温度升高，体积增大对外做功，温度升高则内能增加，结合热力学第一定律可知，气体一定从外界吸收热量
14、，故 C 正确；气体分子总数不变，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但不知气体体积的变化情况，因此压强不一定增大，故 D 错误；一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故 E 正确答案：BCE11.(2018太原模拟 )如图所示，一定质量的理想气体由状态 a 沿abc 变化到状态 c，吸收了 340 J 的热量，并对外做功 120 J若该气体由状态 a 沿 adc 变化到状态 c 时，对外做功 40 J，则这一过程中气体_(选填“吸收”或“放出”)热量_ J.解析：对该理想气体由状态 a 沿 abc 变化到状态 c，由热力学第一定律可得 UQ W340 J(120 J
15、)220 J，即从状态 a 到状态 c，理想气体的内能增加了 220 J；若该气体由状态 a 沿 adc 变化到状态 c 时，对外做功 40 J，此过程理想气体的内能还是增加 220 J，所以可以判定此过程是吸收热量，再根据热力学第一定律可得：U QW ，得 Q UW220 J( 40 J)260 J.答案：吸收 26012.如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为 m 的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S.开始时气体的温度为 T0，活塞与容器底的距离为 h0.现将整个装置放在大气压恒为 p0 的空气中，当气体从外界吸收热量 Q 后，活塞缓慢上升 d，然后再次平衡，求：(1)外界空气的温度是多少？(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？解析：(1) 取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖吕萨克定律有 ，VV0 TT0得外界温度T T0 T0 T0.VV0 （h0 d）Sh0S h0 dh0(2)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功W( mgp 0S)d，根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能E QWQ(mgp 0S)d.答案：(1) T0 (2)Q( mgp 0S)dh0 dh0