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2018-2019學年人教版選修3-3 第十章第3節(jié) 熱力學第一定律能量守恒定律 課時作業(yè)考點1 熱力學第一定律的應用1.一個氣泡從恒溫水槽的底部緩慢向上浮起,(若不計氣泡內(nèi)空氣分子勢能的變化)則()a.氣泡內(nèi)空氣對外做功,內(nèi)能不變,同時放熱b.氣泡內(nèi)空氣對外做功,內(nèi)能不變,同時吸熱c.氣泡內(nèi)空氣內(nèi)能減少,同時放熱d.氣泡內(nèi)空氣內(nèi)能不變,不吸熱也不放熱答案b解析氣泡上升過程中,由于水對氣泡的壓強減小,氣泡的體積增大,故氣泡內(nèi)空氣對外做功,緩慢上升指有時間發(fā)生熱傳遞,可認為氣泡內(nèi)空氣溫度是不變的。不計氣泡內(nèi)空氣分子勢能的變化,內(nèi)能不變,故須從外界吸收熱量,且吸收的熱量等于對外界所做的功。答案為b。2.在一個大氣壓下,1 kg 100 的水變?yōu)? kg 100 的水蒸氣的過程,下列說法中正確的是()a.內(nèi)能不變,對外界做功,一定是吸熱過程b.內(nèi)能增加,吸收的熱量等于內(nèi)能的增加c.內(nèi)能不變,吸收的熱量等于對外界做的功d.內(nèi)能增加,從外界吸熱,吸收的熱量等于對外界做的功和增加的內(nèi)能答案d解析水變成同溫度的水蒸氣時,分子間距從r0增大到約10r0,體積要擴大約1000倍,故需克服大氣壓力對外做功,同時克服分子力做功,分子勢能增加,內(nèi)能增加,由熱力學第一定律uqw,則quw,其中w為負值,故選項d正確。3.如圖所示,直立容器內(nèi)部有被隔板隔開的a、b兩部分氣體,a的密度小,b的密度大,抽去隔板,加熱氣體,使兩部分氣體均勻混合,設在此過程中氣體吸熱q、氣體內(nèi)能增量為u,則()a.uq buq d無法比較答案b解析兩部分氣體混合后,因b的密度大,重心升高,重力做負功,由熱力學第一定律wqu,得u0,q0、u0、q0,只能出現(xiàn)u0,不可能出現(xiàn)u0,即b不可能,b符合題意;對c:w0,q0,只能出現(xiàn)u0,不可能出現(xiàn)u0,即c不可能,c符合題意;對d: w0,可能出現(xiàn)u0、upc,qabqac bpbpc,qabqacc.pbqac dpbpc,qabqac,由于b、c狀態(tài)溫度相同,由玻意耳定律,pbpc,故c正確。10.(多選)如圖所示,a、b、c、d表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的四個狀態(tài),圖中ad平行于橫坐標軸,ab的延長線過原點,以下說法正確的是()a.從狀態(tài)d到c,氣體不吸熱也不放熱b.從狀態(tài)c到b,氣體放熱c.從狀態(tài)a到d,氣體對外做功d.從狀態(tài)b到a,氣體吸熱答案bcd解析從狀態(tài)d到c,溫度不變,理想氣體內(nèi)能不變,但是由于壓強減小,所以體積增大,對外做功,還要保持內(nèi)能不變,一定要吸收熱量,故a錯誤;氣體從狀態(tài)c到狀態(tài)b是一個降壓、降溫過程,同時體積減小,外界對氣體做功,而氣體的內(nèi)能還要減小(降溫)就一定要伴隨放熱的過程,故b正確;氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)d是一個等壓、升溫的過程,同時體積增大,所以氣體要對外做功,c正確;氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)a是個等容變化過程,隨壓強的增大,氣體的溫度升高,內(nèi)能增大,而在這個過程中氣體的體積沒有變化,就沒有做功,氣體內(nèi)能的增大是因為氣體吸熱的結(jié)果,故d正確。11.(多選)如圖所示,內(nèi)壁光滑、導熱良好的汽缸中用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。當環(huán)境溫度升高時,缸內(nèi)氣體()a.內(nèi)能增加b.對外做功c.壓強增大d.分子間的引力和斥力都增大答案ab解析因汽缸導熱良好,故環(huán)境溫度升高時封閉氣體溫度亦升高,而一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只與溫度有關,故封閉氣體內(nèi)能增大,a正確。因汽缸內(nèi)壁光滑,由活塞受力平衡有p0smgps,即缸內(nèi)氣體的壓強pp0不變,c錯誤。由蓋呂薩克定律恒量,可知氣體體積膨脹,對外做功,b正確。理想氣體分子間除碰撞瞬間外無相互作用力,故d錯誤。12.在一個標準大氣壓下,水在沸騰時,1 g的水由液態(tài)變成同溫度的水汽,其體積由1.043 cm3變?yōu)?676 cm3。已知水的汽化熱為2263.8 j/g。一個標準大氣壓p1.013105 pa。求:(1)體積膨脹時氣體對外界做的功w;(2)氣體吸收的熱量q;(3)氣體增加的內(nèi)能u。答案(1)169.7 j(2)2263.8 j(3)2094.1 j解析取1 g水為研究系統(tǒng),把大氣視為外界。1 g沸騰的水變成同溫度的水汽需要吸收熱量,同時由于體積膨脹,系統(tǒng)要對外做功,所以有uq吸。(1)氣體在等壓(大氣壓)下膨脹做功:wp(v2v1)1.013105(
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