《用热力学第一定律解释生活中的现象》用热力学第一定律解释生活中的现象

1多选题

(多选)如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体(　　)

内能增加

对外做功

压强增大

分子间的引力和斥力都增大

题目答案

答案解析

分析：

据题：气缸导热性能良好，气缸内外气体的温度通过热交换保持相等．当环境温度升高时，内能增大，气体发生等压变化，根据气态方程分析体积的变化，即可判断做功情况．理想气体分子间的作用力不计．

解答：

解：

A、当环境温度升高时，由于气缸导热性能良好，缸内气体的温度升高，内能增加，故A正确．

B、C、气缸内气体的压强等于大气压与活塞重力产生的压强之和，可知气缸内气体的压强不变．根据盖•吕萨克定律可知：温度升高，体积增大，则气体对外做功．故B正确，C错误．

D、理想气体分子间的作用力不计，故D错误．

故选：AB．

点评：

本题一掌握温度的意义：一定质量的理想气体的内能只跟温度有关；二可从力学的规律判断出气缸内气体发生的是等压变化，运用气态方程分析体积的变化．

2单选题

某未密闭房间的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温度时（　　）

室内空气的压强比室外的小

室内空气分子的平均动能比室外的大

室内空气的密度比室外大

室内空气对室外空气做了负功

题目答案

答案解析

分析：

未密闭房间说明是等压变化，压强不变；温度是分子平均动能的标志；温度升高分子平均动能增加，体积增大，密度变小，对外做功．

解答：

解：A、未密闭房间说明是等压变化，压强不变，故A错误

B、温度是分子平均动能的标志；温度升高分子平均动能增加，故B正确

C、等压升温度，体积增大，密度变小，故C错误

D、体积增大，对外做正功，故D错误

故选B

点评：

考查了气体的变化，温度是分子平均动能的标志，做功问题．

3单选题

景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，可点燃艾绒．当筒内封闭的气体被推杆压缩过程中(　　)

气体温度升高，压强不变

气体温度升高，压强变大

气体对外界做正功，气体内能增加

外界对气体做正功，气体内能减少

题目答案

答案解析

分析：

猛推推杆时间较短，气体来不及吸放热，主要是外界对气体做正功，气体内能增加，温度升高，压强增大．

解答：

解：封闭的气体被推杆压缩过程中，由公式U=W+Q知，在瞬间，Q=0，W＞0，所以内能增加，则温度升高，气体体积减小，压强增大，综上知B正确．

故选B

点评：

本题是物理知识在生活中的应用，考查了热力学第一定律的公式应用，题目难度不大．

4单选题

给旱区送水的消防车停于水平面，在缓缓放水的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子势能，则胎内气体（　　）

从外界吸热

对外界做负功

分子平均动能减少

内能增加

题目答案

答案解析

分析：

在缓缓放水的过程中，胎内气体压强减小，温度不变，即气体发生了等温变化过程，由理想气体状态方程可知，气体体积变大，对外做功，根据能量守恒定律可以知道与外界的热量交换情况．

解答：

解：B、胎内气体经历了一个温度不变，压强减小，由理想气体状态方程可知，气体体积变大，故气体对外界做正功，B错误；

C、温度是分子平均动能的标志，由于气体的温度不变，故分子平均动能不变，C错误；

D、不计分子势能，分子平均动能不变，故气体内能不变，D错误；

A、胎内气体内能不变，又对外做正功，根据能量守恒定律，气体从外界吸收热量，故A正确；

故选A．

点评：

本题中气体经历了等温过程，根据理想气体状态方程判断各状态参量的变化，再结合能量守恒定律求解．

5多选题

(多选)如图，一绝热容器被隔板K 隔开a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中(　　)

气体对外界做功，内能减少

气体不做功，内能不变

气体压强变小，温度降低

气体压强变小，温度不变

题目答案

答案解析

分析：

绝热过程，自由扩散，体积变大，故内能不变，由理想气体状态方程可以直接求解．

解答：

解：A、绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q=0，因而A错误；

B、稀薄气体向真空扩散没有做功，W=0，因而B正确；

C、根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变，因而C错误；

D、稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小，D正确；

故选BD．

点评：

本题主要考查热力学第一定律的应用及运用理想气体状态方程对气体的温度、压强和体积的判断．

6多选题

(多选)恒温的水池中，有一气泡缓慢上升，在此过程中，气泡的体积会逐渐增大，不考虑气泡内气体分子势能的变化，则下列说法中正确的是（　　）

气泡内的气体对外界做功

气泡内的气体内能增加

气泡内的气体与外界没有热传递

气泡内气体分子的平均动能保持不变

题目答案

答案解析

分析：

解答本题要掌握：根据气体体积变化判断做功情况；理解温度是分子平均动能的标志，一定质量理想气体的内能只与温度有关；正确应用热力学第一定律判断气体的吸放热情况．

解答：

解：气泡体积增大，对外做功，由于温度不变，因此分子的平均动能不变，气体的内能不变，根据△U=W+Q可知，气体吸收热量，故BC错误，AD正确．

故选AD．

点评：

本题比较简单，考查了热力学第一定律的应用，注意正确判断气体做功情况和内能的变化．

7单选题

如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙．现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高．则在移动P的过程中(　　)

外力对乙做功；甲的内能不变

外力对乙做功；乙的内能不变

乙传递热量给甲；乙的内能增加

乙的内能增加；甲的内能不变

题目答案

答案解析

分析：

将活塞P缓慢地向B移动一段距离的过程中，外力对乙做功，固定容器及可动活塞P都是绝热的，容器内气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律分析乙的内能变化，判断其温度的变化．隔板B是导热的，乙温度变化后，甲与乙之间有热交换，稳定后甲乙温度达到相同．

解答：

解：隔板B是导热的，说明甲、乙两部分气体间有热传递；容器和活塞是绝热的，说明容器内气体与外界没有热交换．当将活塞P向B移动一段距离时，活塞压缩气体对气体乙做功，根据热力学第一定律分析得知，乙的内能增加，温度升高．由于隔板B是导热的，而升温后的乙气体温度比甲高，故热量由乙传向甲，甲的内能增加．

故选C

点评：

本题是热力学第一定律的应用．判断外界对气体有无做功，就看气体的体积有无变化，当气体体积增大时，气体对外界做功；当气体体积减小时，外界对气体做功．

8多选题

(多选)如图所示，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦运动，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，与初始状态相比(　　)

左右两边气体温度都升高

右边气体温度升高，左边气体温度不变

左边气体压强增大

左右两边气体最终温度必相等

右边气体内能的增加量小于电热丝放出的热量

题目答案

ACE

答案解析

分析：

根据气体状态方程$\frac {PV}{T}$=C和已知的变化量去判断其它的物理量．

根据热力学第一定律判断气体的内能变化．

解答：

解：A、当电热丝通电后，右的气体温度升高气体膨胀，将隔板向左推，对左边的气体做功，又因左侧气体为绝热过程，由热力学第一定律知内能增加，气体的温度升高．故A正确，B错误．

C、利用$\frac {PV}{T}$为一常数知，左边的气体压强增大．故C正确．

D、再次平衡时右边气体温度一定高于左边气体温度，D错误．

E、电热丝放出的热量等于右边气体内能的增加量与对外做功之和，所以右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功，故E正确；

选：ACE．

点评：

掌握一定质量的理想气体的内能变化由温度决定，根据气体状态方程找出新的平衡状态下物理量间的关系．

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