熱力學(xué)定律1．下列說法正確的是(　　)A．晶體均有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點B．反映宏觀自然過程的方向性的定律是熱力學(xué)第二定律的一種表述C．一定質(zhì)量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加D．在絕熱條件下壓縮氣體，氣體的內(nèi)能可能增加，也可能減少解析：選ABC　單晶體和多晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，故A正確；熱力學(xué)第二定律的一種表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響；另一種表述是：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化。熱力學(xué)第二定律說明熱的傳導(dǎo)具有方向性，故B正確；根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程＝C可知，一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，氣體的溫度升高；又因為一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能大小只與溫度有關(guān)，與氣體的體積無關(guān)，則內(nèi)能一定增加，故C正確；在絕熱條件下壓縮氣體時，外界對氣體做功，但沒有熱交換，故氣體的內(nèi)能增加，故D錯誤。2．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·江蘇卷)某汽車的四沖程內(nèi)燃機利用奧托循環(huán)進行工作。該循環(huán)由兩個絕熱過程和兩個等容過程組成。如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體所經(jīng)歷的奧托循環(huán)，則該氣體(　　)A．在狀態(tài)a和c時的內(nèi)能可能相等B．在a→b過程中，外界對其做的功全部用于增加內(nèi)能C．b→c過程中增加的內(nèi)能小于d→a過程中減少的內(nèi)能D．在一次循環(huán)過程中吸收的熱量小于放出的熱量解析：選B　從c→d為絕熱膨脹，則Q＝0，W<0，則ΔU<0，內(nèi)能減小，溫度降低；從d→a，體積不變，壓強減小，則溫度降低，則狀態(tài)c的溫度高于狀態(tài)a的溫度，選項A錯誤；a→b為絕熱壓縮，外界對氣體做功W>0，Q＝0，則ΔU＝W，即外界對其做的功全部用于增加內(nèi)能，選項B正確；b→c系統(tǒng)從外界吸收熱量，c→d系統(tǒng)對外做功，d→a系統(tǒng)放出熱量，a→b外界對系統(tǒng)做功，根據(jù)p-V圖像與橫軸所圍成的面積即為氣體做功大小，可知圖像中b→c→d→a圍成的圖形的面積為一個奧托循環(huán)氣體對外做的功，整個過程氣體的內(nèi)能變化量為零，則ΔW＝ΔQ，即Q吸－Q放＝ΔW>0，即在一次循環(huán)過程中吸收的熱量大于放出的熱量，則b→c過程中增加的內(nèi)能大于d→a過程中減少的內(nèi)能，故C、D錯誤。 3．(2020·天津等級考)水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示意如圖。從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關(guān)閉充氣口。扣動扳機將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體(　　)A．壓強變大　　　　　 B．對外界做功C．對外界放熱  D．分子平均動能變大解析：選B　在水向外不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體體積增大，則氣體對外做功，根據(jù)玻意耳定律可知，罐內(nèi)氣體的壓強減小， 選項A錯誤，B正確；由于罐內(nèi)氣體溫度不變，故內(nèi)能也不變，即ΔU＝0，由熱力學(xué)第一定律W＋Q＝ΔU知，W<0，則Q>0，因此氣體吸熱，選項C錯誤；根據(jù)溫度是分子平均動能的標志可知，溫度不變，分子平均動能不變，選項D錯誤。4．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·廣東卷)某學(xué)生在水瓶中裝入半瓶熱水，蓋緊瓶蓋，一段時間后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)瓶蓋變緊。其本質(zhì)原因是單位時間內(nèi)瓶蓋受到瓶內(nèi)氣體分子的撞擊次數(shù)________(選填“增加”“減少”或“不變”)，瓶內(nèi)氣體分子平均動能________(選填“增大”“減小”或“不變”)。解析：隨著溫度降低，內(nèi)部氣體的壓強變小，瓶蓋變緊。由于溫度降低，則瓶內(nèi)氣體分子平均動能減?。挥捎谄骄鶆幽軠p小，分子平均速率減小，則在其他條件不變的情況下，單位時間內(nèi)瓶蓋受到瓶內(nèi)氣體分子的撞擊次數(shù)減少。答案：減少　減小 5.如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過程，B→C的絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)，其中B→C過程中內(nèi)能減少900 J。求A→B→C過程中氣體對外界做的總功。解析：A→B過程W1＝－p(VB－VA)B→C過程，根據(jù)熱力學(xué)第一定律W2＝ΔU則對外界做的總功W＝－(W1＋W2)代入數(shù)據(jù)得W＝1 500 J。答案：1 500 J6.如圖所示的p -V圖像記錄了一定量的理想氣體經(jīng)歷的緩慢變化過程A→B→C，其中AB段是體積保持不變的過程，BC段是絕熱過程。已知該理想氣體內(nèi)能與溫度的關(guān)系為U＝CT，其中C＝10 J/K，A點的熱力學(xué)溫度為TA＝450 K。求B→C過程中外界對氣體所做的功。解析：A→B過程為等容變化，由查理定律有＝得：TB＝189 K等容過程沒有做功，由熱力學(xué)第一定律，此過程放熱Q＝C(TA－TB)＝2 610 J對A、C兩狀態(tài)，由理想氣體狀態(tài)方程有＝得：TC＝ 300 KB→C過程無熱傳遞，A→B過程無做功，對A→B→C全過程，由熱力學(xué)第一定律有C(TC－TA) ＝W－Q得：B→C過程外界對氣體做功W＝1 110 J。答案：1 110 J7.如圖所示，一圓柱形絕熱汽缸開口向上豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體?；钊馁|(zhì)量為m、橫截面積為S，與容器底部相距h?，F(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當氣體吸收熱量Q時停止加熱，活塞上升了2h并穩(wěn)定，此時氣體的熱力學(xué)溫度為T1。已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，活塞與汽缸間無摩擦且不漏氣。求：(1)加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量；(2)停止對氣體加熱后，在活塞上緩緩添加砂粒，當添加砂粒的質(zhì)量為m0時，活塞恰好下降了h。求此時氣體的溫度。解析：(1)等壓過程氣體的壓強為p1＝p0＋，則氣體對外做功為W＝p1S(2h)＝2(p0S＋mg)h 由熱力學(xué)第一定律得ΔU＝Q－W，解得ΔU＝Q－2(p0S＋mg)h；(2)停止對氣體加熱后，活塞恰好下降了h，氣體的溫度為T2則初態(tài)p1＝p0＋，V1＝3hS，熱力學(xué)溫度為T1，末態(tài)p2＝p0＋，V2＝2hS，熱力學(xué)溫度為T2，由理想氣體狀態(tài)方程＝，解得T2＝T1。答案：(1)Q－2(p0S＋mg)h 　(2)T1  

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