1、1专题十四 热 学题组 1 分子动理论、内能1.2017全国卷,33(1),5 分多选如图,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 ( )A.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2.2016北京高考,20,6 分雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与
2、人类活动相互作用的结果 .雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用 PM10、PM2.5 分别表示球体直径小于或等于 10 m、2.5 m的颗粒物(PM 是颗粒物的英文缩写).某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于 PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化.据此材料,以下叙述正确的是 ( )A.PM10表示直径小于或等于 1.010-6 m的悬浮颗粒物B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做
3、布朗运动D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大3.2016全国卷,33(1),5 分多选关于气体的内能,下列说法正确的是 ( )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4.2015上海高考,4,2 分一定质量的理想气体在升温过程中 ( )A.分子平均势能减小2B.每个分子速率都增大C.分子平均动能增大D.分子间作用力先增大后减小5.2015福建高考,29(1),6 分下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是 ( )
4、A.分子间距离减小时分子势能一定减小B.温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性6.2015山东高考,37(1),4 分多选墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀 .关于该现象的分析正确的是 ( )A.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动C.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速D.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的7.2014福建高考,29(1),6 分如图所示,横坐标 v表示分子速率,纵坐标 f(v)表示各等间隔速率区间的分子数
5、占总分子数的百分比 .图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是 ( )A.曲线 B.曲线 C.曲线 D.曲线8.2015全国卷,33(2),10 分如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞 .已知大活塞的质量为 m1=2.50 kg,横截面积为 S1=80.0 cm2;小活塞的质量为 m2=1.50 kg,横截面积为 S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为 l=40.0 cm;汽缸外大气的压强为 p=1.00105 Pa,温度为 T=303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距 ,两活塞间封闭气体的温度为 T1=495 K.现汽缸
6、内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移 .忽2略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小 g取 10 m/s2.求:(i)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度;(ii)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强 .3题组 2 固体、液体和气体9.2016江苏高考,12(1),4 分多选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,锅内水蒸气的变化情况为 ( )A.压强变小 B.压强不变 C.一直是饱和汽 D.变为未饱和汽10.2014福建高考,29(2),6 分图为一定质量理想气体的压强 p与体
7、积 V关系图象,它由状态 A经等容过程到状态 B,再经等压过程到状态 C.设 A、 B、 C 状态对应的温度分别为 TA 、 TB 、 TC,则下列关系式中正确的是 ( )A.TATB,TB=TC C.TATB,TBTC11.2013全国卷,33(1),5 分多选关于一定量的气体,下列说法正确的是 ( )A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子的体积之和B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高12.2015江苏高考,12(
8、2),4 分在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用 .某厂家为检测包装袋的密封性,在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试 .测试时,对包装袋缓慢地施加压力 .将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力 (选填“增大”“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能 (选填“增大”“减小”或“不变”) . 13.2017全国卷,33(2),10 分一热气球体积为 V,内部充有温度为 Ta的热空气,气球外冷空气的温度为 Tb.已知空气在 1个大气压、温度 T0时的密度为 0,该气球内、外的气压始终都为 1个大气压,重力加速度大小为 g.(i)
9、求该热气球所受浮力的大小;(ii)求该热气球内空气所受的重力;(iii)设充气前热气球的质量为 m0,求充气后它还能托起的最大质量.14.2017全国卷,33(2),10 分一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡 M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管 K1和 K2.K1长为 l,顶端封闭, K2上端与待测气体连通; M下端经橡皮软管与充有水银的容器 R连通 .开始测量时, M与 K2相通;逐渐提升 R,直到 K2中水银面与 K1顶端等高,此时水银已进入 K1,且 K1中水银面比顶端低 h,如图(b)所示 .设测量过程中温度、与 K2相通的待测气体的压强均保持不变 .已知 K1和 K2
10、的内径均为 d,M的容积为 V0,水银的密度为 ,重力加速度大小为 g.求:4图(a) 图(b)(i)待测气体的压强;(ii)该仪器能够测量的最大压强 .15.2016江苏高考,8 分(1)如图 1所示,在斯特林循环的 p-V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 .B C的过程中,单位体积中的气体分子数目 (选填“增大”、“减小”或“不变”) .状态 A和状态 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“”) . 图 1 图 2(2)如图 1所示,在 A B和 D A的过程中
11、,气体放出的热量分别为 4 J和 20 J.在 B C和C D的过程中,气体吸收的热量分别为 20 J和 12 J.求气体完成一次循环对外界所做的功 .16.2016全国卷,33(2),10 分在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强差 p与气泡半径 r之间的关系为 p= ,其中 = 0.070 N/m.现让水下 10 m处一半2径为 0.50 cm的气泡缓慢上升 .已知大气压强 p0=1.0105 Pa,水的密度 = 1.0103 kg/m3,重力加速度大小 g=10 m/s2.(i)求在水下 10 m处气泡内外的压强差;(ii)忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时
12、,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值 .17.2016全国卷,33(2),10 分一氧气瓶的容积为 0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为 20个大气压 .某实验室每天消耗 1个大气压的氧气 0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到 2个大气压时,需重新充气 .若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天 .18.2016全国卷,33(2),10 分一 U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞 .初始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示 .用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止 .求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离 .已知玻璃管的横
13、截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强 p0=75.0 cmHg.环境温度不变 .5192015上海高考,30,10 分如图,气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开,活塞与气缸光滑接触 .初始时两侧气体均处于平衡态,体积之比 V1 V2=12,温度之比 T1 T2=25 .先保持右侧气体温度不变,升高左侧气体温度,使两侧气体体积相同;然后使活塞导热,两侧气体最后达到平衡 .求:(1)两侧气体体积相同时,左侧气体的温度与初始温度之比;(2)最后两侧气体的体积之比 .20.2015全国卷,33(2),10 分如图,一粗细均匀的 U形管竖直放置, A侧上端封闭, B侧上端与大气相
14、通,下端开口处开关 K关闭; A侧空气柱的长度为 l=10.0 cm,B侧水银面比 A侧的高 h=3.0 cm.现将开关 K打开,从 U形管中放出部分水银,当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm时将开关 K关闭 .已知大气压强 p0=75.0 cmHg.(i)求放出部分水银后 A侧空气柱的长度;(ii)此后再向 B侧注入水银,使 A、 B两侧的水银面达到同一高度,求注入的水银在管内的长度 .21.2014山东高考,37(2),8 分一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示 .将一质量M=3103 kg、体积 V0=0.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上 .向浮筒内充入一定量的气体,开始时筒
15、内液面到水面的距离 h1=40 m,筒内气体体积 V1=1 m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升 .当筒内液面到水面的距离为 h2时,拉力减为零,此时气体体积为 V2,随后浮筒和重物自动上浮 .求 V2和 h2.6已知大气压强 p0=1105 Pa,水的密度 = 1103 kg/m3,重力加速度的大小 g=10 m/s2.不计水温变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略 .题组 3 热力学定律与能量守恒22.2017全国卷,33(1),5 分多选如图,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回到初
16、态 a.下列说法正确的是 ( )A.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中气体从外界吸收热量23.2017江苏高考,12(1),4 分多选一定质量的理想气体从状态 A经过状态 B变化到状态 C,其 V-T图象如图所示 .下列说法正确的有 ( )A.A B的过程中,气体对外界做功B.A B的过程中,气体放出热量C.B C的过程中,气体压强不变D.A B C的过程中,气体内能增加24.2014全国卷,33(1),6 分多选一定量的理想气体从状态 a开始,经历三个过程ab、 bc、 ca回到原
17、状态,其 p-T图象如图所示 .下列判断正确的是 ( )A.过程 ab中气体一定吸热B.过程 bc中气体既不吸热也不放热C.过程 ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、 b和 c三个状态中,状态 a分子的平均动能最小E.b和 c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同25.2014广东高考,17,6 分多选用密封性好、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,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26.2015山东高考,37(2),8 分扣
18、在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象 .如图,截面积为 S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为 300 K,压强为大气压强 p0.当封闭气体温度上升至 303 K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,7其内部气体压强立刻减为 p0,温度仍为 303 K.再经过一段时间,内部气体温度恢复到 300 K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体 .求:(i)当温度上升到 303 K且尚未放气时,封闭气体的压强;(ii)当温度恢复到 300 K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力 .一、选择题(每小题 5分,共 35分)1.2018湖北武汉部分学校调研,16(1)多选在“用油膜
19、法估测分子大小”的实验中,下列做法正确的是 ( )A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,若 100滴溶液的体积是 1 mL,则 1滴溶液中含有油酸 10-2 mLB.往浅盘里倒入适量的水,再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上C.用注射器往水面上滴 1滴油酸酒精溶液,同时将玻璃板放在浅盘上,并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算轮廓范围内正方形的个数,并求得油膜的面积E.根据 1滴油酸酒精溶液中油酸的体积 V和油膜面积 S就可以算出油膜厚度 d= ,即油酸分子的大小2.2018江西南宁毕业班摸底联考,33(1)多选运用分子动理论
20、的相关知识,判断下列说法正确的是 ( )A.分子间距离增大时,可能存在分子势能相等的两个位置B.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内的分子数有关C.某气体的摩尔体积为 V,每个分子的体积为 V0,则阿伏加德罗常数可表示为 NA=0D.阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动不是布朗运动E.生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成3.2017河北衡水中学 9月大联考,17(1)多选下列说法正确的是 ( )A.单晶体在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样B.热量不可能从低温物体向高温物体传递C.一定质量的理
21、想气体,保持气体的压强不变,温度越高,体积越大D.功可以完全转化为热量,而热量不能完全变为功,即不可能从单一热源吸热使之全部变为有用的功E.若气体的温度不变,压强增大,说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多4.2017安徽合肥高三第三次质量检测,33(1)多选下列说法正确的是 ( )A.相对湿度与同温度水的饱和汽压无关B.松香在熔化过程中温度不变,分子平均动能不变8C.若一个系统与另一个系统达到热平衡,则两系统温度一定相同D.若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量,则压强一定增大E.液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离略大于平衡距离5.2017湖南师大附中月考,18多选下列说法中正确的是 (
22、)A.一定质量的理想气体的内能随着温度升高一定增大B.第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律C.当分子间距 rr0时,分子间的引力随着分子间距的增大而增大,分子间的斥力随着分子间距的增大而减小,所以分子力表现为引力D.大雾天气学生感觉到教室潮湿,说明教室内的相对湿度较大E.一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的6.2017山东济南高三针对性训练,33(1)多选下列说法中正确的有 ( )A.用气筒给自行车打气,越打越费劲,说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力B.合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体C.空载的卡车停在水平地面上,在缓慢
23、装载沙子的过程中,车胎不漏气,胎内气体可视为理想气体,温度不变,不计分子间势能,则胎内气体对外放热D.汽车尾气中含有多种有害气体污染空气,可以想办法使它们自发分离,既清洁了空气又变废为宝E.PM 2.5是指空气中直径等于或小于 2.5 m 的悬浮颗粒物,在空中做无规则运动,它是空气中分子无规则热运动的反映7.2017湖北武汉 5月模拟,33(1)多选如图所示,在一定质量的理想气体压强随体积变化的 p-V图象中,气体先后经历了 ab、 bc、 cd、 da四个过程,其中 ab垂直于 cd,ab垂直于V轴且与 p轴平行, bc、 da是两条等温线 .下列判断正确的是 ( )A.气体在状态 a时的温
24、度低于在状态 c时的温度B.从 a b的过程,气体分子密集程度不变,分子平均动能增加C.从 a b c的过程,气体密度不断减小,温度先升高后不变D.从 c d的过程,气体放出的热量大于外界对气体做的功E.从 a b c d的过程,设气体对外做功为 W1,外界对气体做功为 W2,气体吸热为 Q1,放热为 Q2,则 W1-W2TB,选项 A、D 错误;由状态 B到状态 C过程中,气体压强不变,由盖 -吕萨克定律可知,随体积增大,温度升高,即 TBr0时,分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小,而且斥力减小更快,所以分子力表现为引力,故 C错误 .相对湿度为某一被测蒸气压与同温度水的饱和蒸气压的
25、比值的百分数,大气中相对湿度越大,水汽蒸发的越慢,人就感觉越潮湿,故 D正确.一定质量的单晶体在熔化过程中温度不变,分子的平均动能不变,所吸收的热量全部用来增大分子势能,故 E正确 .6.BCE 合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体,B 项正确;在卡车装沙子过程中,车胎内气体体积减小,外界对气体做功,但气体温度不变即内能不变,由热力学第一定律可知,气体向外放热,C 项正确;PM 2.5 的无规则运动属于布朗运动,它反映了空气中分子的无规则运动,E 项正确 .用气筒给自行车打气,越打越费劲是因为车胎内气体的压强在变大,但车胎内气体分子间距离依然很大,远远超过分子间作
26、用力的范围,A 项错误;使尾气成分分离需要消耗能量,不可能自发分离,D 项错误 .7.ABD 根据题图可知,气体在状态 a和状态 b时体积相同,气体的压强越大,温度越高,故状态 b的温度比状态 a的温度高,又 bc为等温线,所以状态 c的温度比状态 a的温度高,A 正确 .气体在状态 a和状态 b时体积相同,故分子密集程度不变,状态 b的压强大,温度高,分子平均动能更大,B 正确 .由 c到 d,气体体积减小,外界对气体做正功,且温度降低,内能减小,由热力学第一定律可得 D正确 .从 a到 b,气体体积不变,密度不变,从 b到 c,气体体积变大,温度不变,C 错误 .a、 d等温,内能相等,故
27、外界对气体做的功与气体放出的热量相等,E 错误 .8. (Mg+p0S)H35解析:设理想气体初状态时的压强为 p活塞受力平衡有 pS=Mg+p0S19设气体初状态的温度为 T,系统达到新的平衡时活塞下降的高度为 x,由盖-吕萨克定律有= (+-)1.4解得 x= H35又系统绝热,即 Q=0外界对气体做功为 W=pSx根据热力学第一定律有 U=Q+W所以 U= (Mg+p0S)H.359.(1) p0 (2)10 J (3) 12 02 02解析:(1) A到 B是等温变化,根据玻意耳定律 pAVA=pBVB且 pA=p0解得 pB= p0.12(2)A到 B是等温变化,气体的内能不变,即
28、U=0气体对外界做的功为 10 J,即 W=-10 J由 W+Q= U解得 Q=-W=10 J.(3)B到 C是等压变化,根据盖 -吕萨克定律得 =解得 TC=02A到 C是等容变化,根据查理定律得 =解得 pC= .0210.(1)60 cm (2)372 K解析:(1)设右管气体压强为 p1,左管气体压强为 p2,左管气体下端与水银槽面的高度差为 h3,则有 p1=p0+gh 2=85 cmHgp2=p1-gh 1=80 cmHgp2=p0+gh 3,得 h3=5 cmL2=L1-h2+h1+h3=60 cm.(2)令管的横截面面积为 S对右管中气体初态 p1=85 cmHgV1=L1ST
29、1=300 K末态 p1=p0+g (L1-L1+h2)=93 cmHg20V1=L1S则有 =111 1 1 1解得 T1=372 K.1.ACD 温度一定时,悬浮在液体中的固体颗粒越小,同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少,冲力越不平衡,布朗运动越明显,故 A正确;一定质量的气体,在体积膨胀的过程中,如果同时伴随着吸热,内能不一定减小,故 B错误;物质是晶体还是非晶体,不是绝对的,在一定条件下可以相互转化,故 C正确;气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关,温度越高、单位体积的分子数越多,则气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多,故 D正确;根据热力学
30、第二定律可知,一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性,故 E错误 .2.ABE 由铜的摩尔质量和密度,可以得出摩尔体积,摩尔体积除以阿伏加德罗常数可以得出铜原子体积,再由铜原子体积建立模型得出铜原子的直径,选项 A正确;叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用,选项 B正确;布朗运动指的是悬浮小颗粒的运动,不是小颗粒的分子运动,选项 C错误;分子之间的距离等于平衡位置的距离 r0时,分子势能最小,当分子间距离大于平衡位置的距离 r0时,分子间距离越大,分子势能越大,选项 D错误;根据温度是分子平均动能的标志可知,温度升高时,分子的平均动能增大,故分子热运动的平均速率一定增大,但并非所有分子
31、的速率都增大,选项 E正确 .3.BDE 分子间距离 x=c时,分子间引力和斥力大小相等,合力为零,A 错误;分子间引力和斥力随分子间距离的增大而减小,斥力比引力减小得快,B 正确,C 错误;分子间距离小于 c时,分子间作用力表现为斥力,分子间距离增大,分子间作用力的合力做正功,分子势能减小,分子间距离大于 c时,分子间作用力表现为引力,分子间距离增大,分子间作用力的合力做负功,分子势能增大,分子间距离等于 c时,分子势能最小,D 正确; F-x图象与 x轴围成的面积大小表示该力做功的数值,分子间作用力的合力做功数值等于分子势能变化数值,分子间的距离由x=c变化到 x=a过程中,分子间作用力表
32、现为引力,分子间作用力的合力做负功,分子势能增大,E 正确 .4.BCD 分子间距离增大时,由于不知道此时分子力是引力还是斥力,所以无法判断分子势能的变化情况,A 错误;B 中的两种表达形式,一种是将分子所占据的空间看成球体,一种是将分子所占据的空间看成立方体,结果都对,B 正确;空气压缩到一定程度很难再压缩是因为分子间存在斥力的作用,故 C正确;液体的饱和汽压与温度以及液体的种类有关,D 正确;E 中所阐述的是空气对流引起的尘埃的运动,因此不能看成布朗运动,E 错误 .5.C 由题图知: a b过程为气体等容升温,压强增大; b c过程为气体等温降压,根据玻意耳定律知,体积增大,由此可知选项
33、 C正确 .6.ACE 一切与热现象有关的宏观自然过程,朝某个方向可以自发地进行,而相反的过程,即使不违背能量守恒定律,也不会自发地进行,选项 A正确;气体的内能仅与物质的量和温度有关,与体积无关,如气体向真空自由膨胀, W=0,且绝热,根据热力学第一定律可知,气体的内能不变,即气体温度不变,选项 B错误;物体的内能取决于分子热运动的平均动能、分子势能及21分子数目三个因素,故选项 C正确;等容过程 W=0,吸热 Q0,由热力学第一定律可知,气体的内能一定增加,选项 D错误;热量可以由低温物体传给高温物体,但不会自发地由低温物体传给高温物体,选项 E正确 .7.(1)1.0 kg/m3 (2)
34、87 解析:(1)由题可知,孔明灯刚能浮起时有 0Vg=mg+Vg解得 = 1.0 kg/m3.(2)设加热后气体体积为 V1,则有 0V=V 1,解得 V1=1.2 V根据盖 -吕萨克定律有 =011解得 T1=360 K,则 t=(360-273) =87 .8.(1)1.25105 Pa (2)如图所示解析:(1)设 400 K时气体压强为 p1,600 K时气体压强为 p2.由理想气体的状态方程得 =111222代入数据 = ,解得 p2=1.25105 Pa11052.5400 23600温度为 600 K时的气体压强为 1.25105 Pa(2)由 V-T图象可知,400 K500
35、 K 气体体积不变,气体做等容变化,故在 P-T图象中图象应延伸到 500 K处,此时压强为 1.25105 Pa;从 500 K600 K,气体做等压变化,压强p2=1.25105 Pa;故从 500 K至 600 K为水平直线,故图象如图所示 . 9.5.0102 J解析:由题图 2中 V-T图象的图线经过坐标原点可以判断,理想气体做等压变化 .由盖 -吕萨克定律得 =解得 VB=810-3m3气体对外做的功 W=p(VB-VA)解得 W=200 J根据热力学第一定律知 U=-W+Q解得 U=5.0102 J.10.13 cm22解析:当 B部分气体的长度达到 lB=lA=25 cm时,气体 A、 B的体积相同,设下端水银柱长度变为 L,活塞横截面积为 S,对 B部分气体初状态: p1=p0+gh ,V1=lBS末状态: p2=p0+gL ,V2=lBS由玻意耳定律得 p1V1=p2V2代入数据解得 L=33 cm则活塞下移的距离为 x=(lB+L)-(lB+h)代入数据解得 x=13 cm.
