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1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 热力学定律与能量守恒考纲解读 热力学第一定律的理解一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功 04 J，气体内能减少 05 J，则此过程 ()A气体从外界吸收热量 05 体向外界放出热量 05 体从外界吸收热量 04 体向外界放出热量 04 解析根据热力学第一定律，U WQ ，所以 QU W 0 5 J0 4 J0 5 J，即气体向外界放出热量 05 能量守恒定律的应用木箱静止于水平地面上，现在用一个 80 N 的水平推力推动木箱前进 10 m，木箱受到的摩擦力为 60 N，则转化为木箱与地面系统的内能 U 和转化为木箱的动能 别是 ()AU200
2、J，E k600 J BU600 J ，E k200 600 J ，E k800 J DU800 J，E k200 解析由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为系统的内能的大小，即 U6010 J600 J，由能量守恒定律可得 总 U8010 J600 J200 J故正确答案为 热力学定律与理想气体状态方程的综合应用景颇族的祖先发明的点火器如图 1 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 ()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 气体温度升高，压强不变B气体温度升高，压强变大C气体对外界做正功，气体内能增加D外界对气体做正
3、功，气体内能减少答案内封闭气体被压缩过程中，外界对气体做正功由热力学第一定律UWQ 知，气体内能增加，温度升高由理想气体状态方程 C 知，气体压强项 A、C、D 错误，选项 B 正确4热力学定律与气体实验定律的综合应用如图 2 所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小 ()图 2A从外界吸热 B内能增大C向外界放热 D内能减小答案内空气体积减小，外界对气体做正功，而温度不变，由热力学第一定律UWQ，可知气体向外界放热，故 C 正确1物体内能的改变(1)做功是其他形式的能与内能的相互转化
4、过程，内能的改变量可用做功的数值来量度(2)热传递是物体间内能的转移过程，内能的转移量用热量 来量度2热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量 与外界对它所做的功的和光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)表达式：UQW 量守恒定律(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，但在转化或转移过程中其总量保持不变(2)任何违背能量守恒定律的过程都是不可能的热力学第一定律的理解及应用1热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间
5、的定量关系2对公式 UQW 符号的规定符号 W Q U 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加 物体对外界做功 物体放出热量 )若过程是绝热的，则 Q0 ，WU ，外界对物体做的功等于物体内能的增加量(2)若过程中不做功，即 W 0，则 QU ，物体吸收的热量等于物体内能的增加量(3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即 U0，则 WQ 0 或 W 1 在如图 3 所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态 A 到状态 B，外界对该气体做功为 6 J；第二种变化是从状态A 到状态 C，该气体从外界吸收的热量为 9 J图线 反向延长线过坐标原点O，B、
6、C 两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零求：图 3(1)从状态 A 到状态 C 的过程，该气体对外界做的功 其内能的增量 世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)从状态 A 到状态 B 的过程，该气体内能的增量 其从外界吸收的热量 1)由题意知从状态 A 到状态 C 的过程，气体发生等容变化该气体对外界做的功 根据热力学第一定律有 1内能的增量 19 J.(2)从状态 A 到状态 B 的过程，体积减小，温度升高该气体内能的增量 U 19 2从外界吸收的热量 U 2W 23 1)09 J (2)9 J3 Q，使用时注意符号法则 (简记为：外界对系统取正，系统对外界取负)对理想气体，U 仅
7、由温度决定， W 仅由体积决定，绝热情况下，Q破训练 1 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 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？答案(1)增加了 160 J(2) 外界对气体做功 80 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应等于从状态 1 到状态
8、2 的过程中内能的变化，则从状态 2 到状态 1 的内能应减少160 J，即 U 160 J ，又 Q240 J，根据热力学第一定律得：UWQ，所以 WU Q 160 J( 240 J)80 J，即外界对气体做功 80 图 4 为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M 、N 两筒间密闭了一定质量光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，M 可沿 N 的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在 M 向下滑动的过程中 ()图 4A外界对气体做功，气体内能增大B外界对气体做功，气体内能减小C气体对外界做功，气体内能增大D气体对外界做功，气体内能减小答案 向下滑动的过程中，气体被压缩，外界对气体做
9、功，又因为与外界没有热交换，所以气体内能增大 如图 5 所示，一粗细均匀、导热良好、装有适量水银的 U 形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长 20 视为理想气体)，两管中水银面等高现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面 h10 环境温度不变，大气压强 5 5(1)求稳定后低压舱内的压强( 用“做单位) (2)此过程中左管内的气体对外界_( 填“做正功” 、 “做负功”或“不做功”)，气体将_(填“吸热” 或“放热”) 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)设 U 形管横截面积为 S，右端与大气相通时，左管中封闭气体的压强为 端与一低压舱接通后，左管中封
10、闭气体的压强为 柱长度为 定后低压舱内的压强为 据玻意耳定律得p 2p1p 0 p2pp h V1l 1S V2l 2S 由几何关系得 h2(l 2l 1) 联立式，代入数据得p50 )左管内气体膨胀，气体对外界做正功，温度不变，U0，根据热力学第一定律UQW 且 体将吸热答案(1)50 2) 做正功吸热突破训练 3 一定质量的理想气体由状态 A 经状态 B 变成状态 C，其中 AB 过程为等压变化，BC 过程为等容变化已知 .3 m 3，T AT C300 K，T B400 K.(1)求气体在状态 B 时的体积(2)说明 BC 过程压强变化的微观原因(3)设 A B 过程气体吸收热量为 C
11、过程气体放出热量为 较 2 的大小并说明原因答案(1)0.4 m 3(2)见解析(3)Q 1因见解析光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)设气体在状态 B 时的体积为 盖吕萨克定律得 ，代入数据得0.4 2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变化( 降低)，气体分子平均动能变化(减小) ，导致气体压强变化(减小) (3)2；因为 C，故 AB 增加的内能与 BC 减少的内能相同，而 AC 过程气体不做功，由热力学第一定律可知 2013广东18)图 6 为某同学设计的喷水装置，内部装有 2 L 水，上部密封 1 ，保持阀门关闭，再充入 1 空气 ，设在所有过程中空气可看作理想
12、气体，且温度不变，下列说法正确的有 ()图 6A充气后，密封气体压强增加B充气后，密封气体的分子平均动能增加C打开阀门后，密封气体对外界做正功D打开阀门后，不再充气也能把水喷光答案 pV，当 V、T 不变时，n 增加，p 增大，故 A 对物体的温度不变，分子的平均动能就不变，故 B 错通过公式 p 2V2计算出，密封气体压强变为 1.2 于外界压强，故打开阀门后气体就会压水把水喷出，显然气体对外界做正功，体积变大，压强变小，当密封气体压强与装置内剩余水的压强之和与外界压强相等的时候，就不再喷水了，故 C 对，D 错2(2012福建理综28(1)关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是 ()A一定量的气体吸收热量，其内能一定增大光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 不可能使热量由低温物体传递到高温物体C若两分子间距离增大，分子势能一定增大D若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大答案热力学第一定律 UWQ 知，一定量的气体吸收热量内能不一定增大，例如气体对外做功，且 WQ，那么内能将会减小，故 A 项错误；不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他
