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1、1第十二章第十二章 第第 3 3 讲讲 热力学定律与能量守恒定律热力学定律与能量守恒定律1(2017全国卷)(多选)如图，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。待气体达到稳定后，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。下列说法正确的是( ABD )导学号 21992804A气体自发扩散前后内能相同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解析 抽开隔板，气体自发扩散过程中，气体对外界不做功
2、，与外界没有热交换，因此气体的内能不变，A 项正确，C 项错误；气体在被压缩的过程中，外界对气体做正功，D 项正确；由于气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体在被压缩的过程中内能增大，因此气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，B 项正确，E 项错误。2(2017全国卷)(多选)如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是( ABD )导学号 21992805A在过程ab中气体的内能增加B在过程ca中外界对气体做功C在过程ab中气体对外界做功D在过程bc中气体从外界吸收热量E在过程ca
3、中气体从外界吸收热量解析 ab过程，气体压强增大，体积不变，则温度升高，内能增加，A 项正确；ab过程发生等容变化，气体对外界不做功，C 项错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决2定，bc过程发生等温变化，内能不变，bc过程，气体体积增大，气体对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸热，D 项正确；ca过程发生等压变化，气体体积减小，外界对气体做正功，B 项正确；ca过程，气体温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知气体向外界放热，E 项错误。3(2016全国卷)(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是( 导学号 21992806BDE )A气体吸热后温度一定升高B
4、对气体做功可以改变其内能C理想气体等压膨胀过程一定放热D热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡解析 根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高，故 A 错误；对气体做功可以改变其内能，故 B 正确；理想气体等压膨胀过程，对外做功，由理想气体状态方程可知，气体温度升高，内能增大，故气体一定吸热，故 C 错误；根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故 D 正确；根据热平衡定律，如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必
5、定达到热平衡，故 E 正确。4(2016全国卷)(多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其pT图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是( ABE )导学号 21992807A气体在a、c两状态的体积相等B气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功解析 由k可知，pT图象中过原点的一条倾斜的直线是等容线，A 项正确；pV T气体从状态c到状态d的过程温度不变
6、，内能不变，从状态d到状态a的过程温度升高，内能增加，B 项正确；由于过程cd中气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外放出的热量等于外界对气体做的功，C 项错误；在过程da中气体内能增加，气体从外界3吸收的热量大于气体对外界做的功，D 项错误；过程bc中，外界对气体做的功Wbcpb(VbVc)pbVbpcVc，过程da中气体对外界做的功Wdapd(VaVd)paVapdVd，由于pbVbpaVa，pcVcpdVd，因此过程bc中外界对气体做的功与过程da中气体对外界做的功相等，E 项正确。5(2016全国卷)(多选)关于气体的内能，下列说法正确的是( 导学号 21992808CDE
7、)A质量和温度都相同的气体，内能一定相同B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C气体被压缩时，内能可能不变D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加解析 温度相同的气体分子平均动能相同，仅质量相同，分子质量不同的气体，所含分子数不同，气体的动能也不同，所以内能不一定相同，A 项错误；气体的内能与整体运动的机械能无关，B 项错误；理想气体等温压缩过程中，其内能不变，C 项正确；理想气体不考虑分子间相互作用力，分子势能为零，一定量的气体，分子数量一定，温度相同时分子平均动能相同，由于内能是所有分子热运动的动能与分子势能的总和，所以 D 项正确
8、；由盖吕萨克定律可知，一定量的理想气体，等压膨胀过程中，温度一定升高，则其内能一定增加，E 项正确。6(2016江苏物理)(1)在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸汽的变化情况为_AC_。导学号 21992809A压强变小 B压强不变C一直是饱和汽 D变为未饱和汽(2)如图 1 所示，在斯特林循环的pV图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成，BC的过程中，单位体积中的气体分子数目_不变_(选填“增大” 、 “减小”或“不变”)，状态A和状态
9、D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图 2 所示，则状态A对应的是_(选填“”或“”)。(3)如图 1 所示，在AB和DA的过程中，气体放出的热量分别为 4J 和 30J。在BC和CD的过程中，气体吸收的热量分别为 20J 和 12J。求气体完成一次循环对外界所4做的功。答案：(3)8J解析 (1)高压锅在密封的状态下缓慢冷却，在冷却过程中气体发生等容变化，温度降低，压强变小，A 项正确，B 项错误；锅内的水蒸气始终处于饱和汽状态，C 项正确，D项错误。(2)从BC的过程中，气体的体积不变，因此单位体积中气体分子数目不变，从状态D到状态A，气体的体积不变，压强减小，温度降低，分子平均动能减小，因此A状态对应的是。(3)气体完成一次循环，其内能不变，即 U0吸收的热量Q(2012420)J8J由热力学第一定律 UQW得，W8J，则气体对外做功为 8J。
