1、13 第三节 热力学定律与能源(建议用时：60 分钟)一、选择题1重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( )A压强增大，内能减小B吸收热量，内能增大C压强减小，分子平均动能增大D对外做功，分子平均动能减小解析：选 B储气罐内气体体积及质量均不变，温度升高，气体从外界吸收热量，分子平均动能增大，内能增大，压强变大因气体体积不变，故外界对气体不做功，只有 B正确2景颇族的祖先发明的点火器如图所示，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( )A气体温度
2、升高，压强不变B气体温度升高，压强变大C外界对气体做正功，气体内能增加D外界对气体做正功，气体内能减少解析：选 BC压缩气体时，外界对气体做功，内能增加，温度升高，体积变小，压强增大，所以 B、C 正确，A、D 错误3夏天，小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候，会觉得从轮胎里喷出的气体凉，如果把轮胎里的气体视为理想气体，则关于气体喷出的过程，下列说法正确的是( )A气体的内能减少B气体的内能不变C气体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降低D气体膨胀时，热量散得太快，使气体温度降低了解析：选 AC气体喷出时，来不及与外界交换热量，发生绝热膨胀， Q0，对外做功，热力学第一定律的表达式为
3、W Q U，内能减少，温度降低，温度是分子平均动能的标志，则 A、C 正确42一定质量的理想气体被活塞封闭在透热的汽缸中，如图所示不计活塞与汽缸的摩擦，当用外力向上缓慢拉动活塞的过程中，环境温度保持不变下列判断正确的是( )A拉力对气体做正功，气体内能增加，吸收热量B气体对外做功，内能不变，吸收热量C外界对气体做功，内能不变，放出热量D气体吸收的热量等于气体对活塞做功解析：选 BD活塞缓慢上移的过程中，气体膨胀对活塞做功，而气体温度保持不变，内能不变，由热力学第一定律 U W Q0 知， Q0，即吸收热量，故 B、D 正确5下列说法正确的是( )A一切与热现象有关的宏观物理过程都是不可逆的B一
4、定质量的气体在绝热膨胀的过程中，温度一定降低C内能不同的物体，它们的分子热运动的平均动能可能相同D一定质量的气体在等容变化的过程中吸热，内能不一定增加解析：选 AC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；气体向真空自由膨胀， W0，且绝热过程 Q0，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、分子势能及分子数目三个因素，故选项 C 正确；等容过程 W0，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6如图为某实验器材的
5、结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气( )A内能增大B压强增大C分子间引力和斥力都减小D所有分子运动速率都增大解析：选 AB在水加热升温的过程中，封闭气体的温度升高，内能增大，选项 A 正确；3根据 C 知，气体的压强增大，选项 B 正确；气体的体积不变，气体分子间的距离不变，pT分子间的引力和斥力不变，选项 C 错误；温度升高，分子热运动的平均速率增大，但并不是所有分子运动的速率都增大，选项 D 错误7一定质量的理想气体在下列哪些过程中，一定从外界吸收了热量( )A温度保持不变，体积逐渐膨胀B体积保持不变，温度逐渐升高C压强保持
6、不变，体积逐渐收缩D温度逐渐升高，压强逐渐减小解析：选 ABD体积增大，气体向外界做功，温度不变，内能不变，故一定吸收了热量，A 正确体积不变，气体对外界不做功，温度升高，内能增大，则只能气体吸收热量，B 正确体积减小，外界对气体做功，压强不变，体积减小，则温度减小，内能减小，故一定向外放出热量，C 错误温度升高，压强减小，则内能变大，体积增大，气体对外界做功，故一定吸收热量，D 正确二、非选择题8(2018盐城高三调研测试)盛有氧气的钢瓶，从 18 的室内搬到13 的工地上，两状态下钢瓶内氧气分子热运动速率统计分布图象如图所示，则此过程中瓶内氧气的内能_(填“增大” “不变”或“减小”)，图
7、中 T1_K解析：从室内搬到工地上，温度降低了，所以内能减小；由分子分布速率图可知T10，由 U Q W 知， QW答案：(1)2810 2 m3 (2)放热 大于10(2018常州教育学会高三学生学业水平监测)(1)如图所示，理想气体做图示的循环，其中 23 过程是绝热过程，31 过程是等温过程，则 23 过程中气体内能_(填“增加” “减小”或“不变”)，31 过程中气体_(填“吸热”或“放热”)(2)若 23 过程中气体对外界做功 150 J，31 过程中外界对气体做功 100 J，试求：全过程气体对外做功为多少；12 过程中气体吸收的热量为多少解析：(1)23 体积增大，气体对外做功，
8、气体的内能减小；31 温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，但因为内能不变，气体一定对外放热(2)气体对外做功 W150 J100 J50 J12 过程中气体吸收的热量 Q150 J答案：(1)减小 放热 (2)见解析11一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比在初始状态 A 时，体积为 V0，压强为 p0，温度为 T0，已知此时其内能为 U0该理想气体从状态 A 经由一系列变化，最终还回到原来状态 A，其变化过程的 p T 图线如图所示，其中 CA 延长线过坐标原点， BA 在同一竖直直线上求：5(1)状态 B 的体积；(2)状态 C 的体积；(3)从状态 B 经由状态 C，最终回到状
9、态 A 的过程中，气体与外界交换的热量是多少？解析：(1)由题图可知，从状态 A 到状态 B 为等温变化过程，状态 B 时气体压强为p13 p0，设体积为 V1，由玻意耳定律得 p0V0 p1V1，解得 V1 V03(2)由题图可知，从状态 B 到状态 C 为等压变化过程，状态 C 时气体温度为 T23 T0，设体积为 V2，由盖吕萨克定律得 ，解得 V2 V0V1T0 V2T2(3)由状态 B 经状态 C 回到状态 A，外界对气体做的总功为 W；从状态 B 到状态 C，设外界对气体做功为 WBC， WBC p2(V1 V2)，联立解得 WBC2 p0V0；从状态 C 回到状态 A，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，所以 W WBC2 p0V0，从状态 B 经状态 C 回到状态 A，内能增加量为 U0，气体从外界吸收的热量为 Q，内能增加量为 U，由热力学第一定律得 U Q W，解得 Q2 p0V0，即气体从外界吸收热量 2p0V0答案：见解析
