－教科版選修3－3 熱力學(xué)第一定律 第1課時(shí) 作業(yè).docx

2熱力學(xué)第一定律1(多選)二氧化碳是導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”的主要原因之一，目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù)在某次實(shí)驗(yàn)中，將一定質(zhì)量的二氧化碳?xì)怏w封閉在一個(gè)可自由壓縮的導(dǎo)熱容器中，將容器緩慢移到海水某深處，氣體體積減為原來的一半，不計(jì)溫度的變化，二氧化碳?xì)怏w可視為理想氣體，則此過程中()a封閉氣體對外界做正功b封閉氣體向外界傳遞熱量c封閉氣體分子的平均動能不變d封閉氣體從外界吸收熱量答案bc解析因?yàn)椴挥?jì)氣體的溫度變化，氣體分子的平均動能不變，即u0，選項(xiàng)c正確；因?yàn)闅怏w體積減半，故外界對氣體做功，即w0，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律：uwq，可知q0，即氣體向外界傳遞熱量，選項(xiàng)b正確，d錯(cuò)誤2如圖所示是密閉的汽缸，外力推動活塞p壓縮一定質(zhì)量的理想氣體，對缸內(nèi)氣體做功800 j，同時(shí)氣體向外界放熱200 j，缸內(nèi)氣體的()a溫度升高，內(nèi)能增加600 jb溫度升高，內(nèi)能減少200 jc溫度降低，內(nèi)能增加600 jd溫度降低，內(nèi)能減少200 j答案a解析對一定質(zhì)量的氣體，由熱力學(xué)第一定律uwq可知，u800 j(200 j)600 j內(nèi)能增加，氣體分子的平均動能增加，溫度升高，選項(xiàng)a正確3(多選)下列過程可能發(fā)生的是()a物體吸收熱量，對外做功，同時(shí)內(nèi)能增加b物體吸收熱量，對外做功，同時(shí)內(nèi)能減少c外界對物體做功，同時(shí)物體吸熱，內(nèi)能減少d外界對物體做功，同時(shí)物體放熱，內(nèi)能增加答案abd解析當(dāng)物體吸收的熱量多于物體對外做的功時(shí)，物體的內(nèi)能就增加，a正確；當(dāng)物體吸收的熱量少于物體對外做的功時(shí)，物體的內(nèi)能就減少，b正確；外界對物體做功，同時(shí)物體吸熱，則物體的內(nèi)能必增加，c錯(cuò)誤；當(dāng)物體放出的熱量少于外界對物體做的功時(shí)，物體的內(nèi)能增加，d正確4一定質(zhì)量的氣體在保持壓強(qiáng)恒等于1.0105 pa的狀況下，體積從20 l膨脹到30 l，這一過程中氣體從外界吸熱4103 j，則氣體內(nèi)能的變化為()a增加了5103 jb減少了5103 jc增加了3103 j d減少了3103 j答案c解析氣體等壓膨脹過程對外做功wpv1.0105 pa(3020)103 m31.0103 j這一過程氣體從外界吸熱q4103 j由熱力學(xué)第一定律uwq，由于氣體對外做功，w應(yīng)取負(fù)值，則可得u1.0103 j4103 j3103 j，即氣體內(nèi)能增加了3103 j故選項(xiàng)c正確5圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，m、n兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，m可沿n的內(nèi)壁上下滑動，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在m向下滑動的過程中()a外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大b外界對氣體做功，氣體內(nèi)能減小c氣體對外界做功，氣體內(nèi)能增大d氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減小答案a解析在m向下滑動的過程中，氣體體積縮小，外界對氣體做功，再根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，氣體不與外界發(fā)生熱交換，氣體內(nèi)能增大，故正確答案為a.6(多選)如圖所示為簡易測溫裝置，玻璃管中一小段水銀封閉了燒瓶內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)()a瓶內(nèi)氣體的密度增大b瓶內(nèi)氣體分子的平均動能增加c外界對瓶內(nèi)氣體做正功d熱傳遞使瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能增加答案bd解析由題圖可知，當(dāng)溫度升高時(shí)容器內(nèi)氣體的變化為等壓膨脹，故瓶內(nèi)氣體的密度減小，氣體分子的平均動能增加，瓶內(nèi)氣體對外做正功，選項(xiàng)b正確，a、c錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第一定律uwq可知，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增加是由于氣體從外界吸收了熱量，故選項(xiàng)d正確7如圖所示，a、b兩點(diǎn)表示一定質(zhì)量的某種理想氣體的兩個(gè)狀態(tài)，當(dāng)氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b時(shí)()a氣體內(nèi)能一定增加b氣體壓強(qiáng)變大c氣體對外界做功d氣體對外界放熱答案c解析由題圖可知，理想氣體的變化為等溫膨脹，故氣體壓強(qiáng)減小，內(nèi)能不變，氣體對外做功；由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定從外界吸收熱量綜上可知，c對，a、b、d錯(cuò)二、非選擇題8(氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a先后經(jīng)過等壓、等容和等溫過程完成一個(gè)循環(huán)，a、b、c狀態(tài)參量如圖所示，氣體在狀態(tài)a的溫度為27 ，求： (1)氣體在狀態(tài)b的溫度tb；(2)氣體從abc狀態(tài)變化過程中與外界交換的總熱量q.答案(1)600 k(2)2p0v0解析(1)a到b過程是等壓變化，由蓋呂薩克定律得代入數(shù)據(jù)得tb600 k(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律有uqw其中u0，w2p0v0解得q2p0v0(吸熱)9(氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用)如圖7所示，導(dǎo)熱材料制成的截面積相等、長度均為45 cm的汽缸a、b通過帶有閥門的管道連接初始時(shí)閥門關(guān)閉，厚度不計(jì)的光滑活塞c位于b內(nèi)左側(cè)，在a內(nèi)充滿壓強(qiáng)pa2.8105 pa的理想氣體，b內(nèi)充滿壓強(qiáng)pb1.4105 pa的理想氣體，忽略連接汽缸的管道體積，室溫不變，現(xiàn)打開閥門，求：圖7(1)平衡后活塞向右移動的距離和b中氣體的壓強(qiáng)；(2)自打開閥門到平衡，b內(nèi)氣體是吸熱還是放熱(簡要說明理由)答案(1)15 cm2.1105 pa(2)放熱，理由見解析解析(1)設(shè)平衡后活塞向右移動的距離為x，活塞向右移動達(dá)到穩(wěn)定后，對a氣體，有palsp(lx)s對b氣體，有pblsp(lx)s得x15 cmp2.1105 pa(2)活塞c向右移動，對b中氣體做功，而氣體做等溫變化，內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知b內(nèi)氣體放熱10(氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用)(1)對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是_a若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變b若氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大c氣體溫度每升高1 k所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)d當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，內(nèi)能一定增大(2)如圖所示的汽缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞和汽缸導(dǎo)熱性能良好，活塞與汽缸間無摩擦，汽缸開口始終向上在室溫為27 時(shí)，活塞距汽缸底部距離h110 cm，之后將汽缸放置在冰水混合物中，此時(shí)外界大氣壓強(qiáng)為1 atm，則：在冰水混合物中，活塞距汽缸底部的距離h2為多少？此過程中氣體的內(nèi)能如何變化，氣體是吸收熱量還是放出熱量？答案(1)cd(2)9.1減小放熱解析(1)當(dāng)氣體的內(nèi)能不變時(shí)，氣體可能在發(fā)生等溫變化，故狀態(tài)可能變化，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由理想氣體狀態(tài)方程c可知，當(dāng)氣體的溫度不斷升高時(shí)，壓強(qiáng)可能升高，也可能降低，還可能保持不變，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；氣體溫度每升高1 k，內(nèi)能的增量相同，但氣體做功情況不同時(shí)氣體所吸收的熱量也不同，選項(xiàng)c正確；當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，氣體的內(nèi)