考點(diǎn)規(guī)范練60熱力學(xué)定律與能量守恒一、單項(xiàng)選擇題1.下列說法正確的是()A.所有的能量守恒過程都能自發(fā)地發(fā)生B.熱傳遞、摩擦生熱和氣體自由膨脹都是可逆過程C.世界上有多種形式的能量如煤、石油、生物質(zhì)能等都來自太陽(yáng)輻射的能量D.能的轉(zhuǎn)化過程符合能量守恒定律,因此不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)2.對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,下列說法正確的是()A.保持氣體的壓強(qiáng)不變,改變其溫度,可以實(shí)現(xiàn)其內(nèi)能不變B.若氣體的溫度逐漸升高,則其壓強(qiáng)可以保持不變C.氣體溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程無關(guān)D.當(dāng)氣體體積逐漸增大時(shí),氣體的內(nèi)能一定減小3.如圖所示,在實(shí)驗(yàn)室某同學(xué)用導(dǎo)熱性能良好的汽缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體密封在汽缸內(nèi)(活塞與汽缸之間無摩擦)。用滴管將水緩慢滴在活塞上,在此過程中()A.氣體對(duì)外做功,氣體內(nèi)能減小B.外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能增加C.外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能不變D.氣體從外界吸熱,氣體內(nèi)能不變4.如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體,由狀態(tài)a經(jīng)過ab過程到達(dá)狀態(tài)b或者經(jīng)過ac過程到達(dá)狀態(tài)c。設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為Tb和Tc,在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac。則()A.Tb>Tc,Qab>QacB.Tb>Tc,Qab<QacC.Tb=Tc,Qab>QacD.Tb=Tc,Qab<Qac二、多項(xiàng)選擇題5.(2018·全國(guó)卷)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷過程、到達(dá)狀態(tài)e,對(duì)此氣體,下列說法正確的是()A.過程中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小B.過程中氣體對(duì)外界做正功C.過程中氣體從外界吸收了熱量D.狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等E.狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小6.下圖為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機(jī)工作時(shí),強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)。在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量,經(jīng)過冷凝器時(shí)制冷劑液化,放出熱量到箱體外,下列說法正確的是()A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界,是因?yàn)槠湎牧穗娔蹸.電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律7.標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,1 g水在沸騰時(shí)吸收了2 260 J的熱量后變成同溫度的水蒸氣,對(duì)外做了170 J的功。已知阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023 mol-1,水的摩爾質(zhì)量M=18 g/mol。下列說法正確的是()A.分子間的平均距離增大B.水分子的熱運(yùn)動(dòng)變得更劇烈了C.水分子總勢(shì)能的變化量為2 090 JD.在整個(gè)過程中能量是不守恒的E.1 g水所含的分子數(shù)為3.3×1022個(gè)三、非選擇題8.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的ABCDA循環(huán),該過程每個(gè)狀態(tài)視為平衡態(tài),各狀態(tài)參數(shù)如圖所示。A狀態(tài)的壓強(qiáng)為1×105 Pa,求:(1)B狀態(tài)的溫度;(2)完成一次循環(huán),氣體與外界熱交換的熱量?？键c(diǎn)規(guī)范練60熱力學(xué)定律與能量守恒1.C解析所有的能量守恒過程不是都能自發(fā)地發(fā)生,A錯(cuò)誤;熱傳遞、摩擦生熱和氣體自由膨脹都是不可逆過程,B錯(cuò)誤;世界上有多種形式的能量如煤、石油、生物質(zhì)能等都來自太陽(yáng)輻射的能,C正確;能的轉(zhuǎn)化過程符合能量守恒定律,而能源危機(jī)是自然界中人類可以利用的能量不足,因此會(huì)發(fā)生能源危機(jī),D錯(cuò)誤。2.B解析一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅決定于溫度,A錯(cuò)誤;一定質(zhì)量的理想氣體可以經(jīng)歷等壓膨脹的過程,溫度升高,壓強(qiáng)不變,B正確;功和熱傳遞都可以改變氣體的內(nèi)能,做功和熱傳遞使氣體溫度升高1K,氣體吸收的熱量不同,C錯(cuò)誤;氣體體積增大時(shí),溫度可能不變,可能升高,也可能降低,D錯(cuò)誤。3.C解析由將水緩慢滴在活塞上,壓縮氣體,氣體的體積減小,外界對(duì)氣體做功,W為正值,由導(dǎo)熱性能良好知?dú)怏w的溫度不變,內(nèi)能不變,據(jù)熱力學(xué)第一定律W+Q=U,得Q為負(fù)值,氣體放熱,選項(xiàng)C正確。4.C解析根據(jù)圖像可得到c、b的狀態(tài)參量,由理想氣體狀態(tài)方程得,2p0V0Tc=p0·2V0Tb,可見Tb=Tc。氣體由狀態(tài)a至狀態(tài)b,體積變大,氣體對(duì)外做正功,氣體由狀態(tài)a至狀態(tài)c,體積不變,氣體不做功,而兩個(gè)變化過程的溫度變化相同,內(nèi)能的增加量相同,由熱力學(xué)第一定律W+Q=U知,Qab>Qac,選項(xiàng)C正確。5.BDE解析過程是等容變化,溫度升高,壓強(qiáng)增大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;過程中,體積增大,氣體對(duì)外做功,故B項(xiàng)正確;過程是等容變化,溫度降低,放出熱量,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;過程是等溫變化,溫度不變,故狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等,故D項(xiàng)正確;E項(xiàng),由理想氣體狀態(tài)方程可知pVT為定值,狀態(tài)d相對(duì)于狀態(tài)b,V和T均增大,故p應(yīng)減小,故E項(xiàng)正確。6.BC解析熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律,是能量守恒定律的具體表現(xiàn),適用于所有的熱學(xué)過程,C正確,D錯(cuò)誤;由熱力學(xué)第二定律可知,熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,除非有外界的影響或幫助,電冰箱把熱量從低溫的內(nèi)部傳到高溫的外部,需要壓縮機(jī)的幫助并消耗電能,B正確,A錯(cuò)誤。7.ACE解析液體變成氣體后,分子間的平均距離增大了,A正確;溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志,由于兩種狀態(tài)下的溫度是相同的,故兩種狀態(tài)下水分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度是相同的,B錯(cuò)誤;水發(fā)生等溫變化,分子平均動(dòng)能不變,因水分子總數(shù)不變,分子的總動(dòng)能不變,根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=Q+W,可得水的內(nèi)能的變化量U=2260J-170J=2090J,即水的內(nèi)能增大2090J,則水分子的總勢(shì)能增大了2090J,C正確;在整個(gè)過程中能量是守恒的,D錯(cuò)誤;1g水所含的分子數(shù)為n=mMNA=118×6.0×1023=3.3×1022,E正確。8.解析(1)理想氣體從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中,壓強(qiáng)保持不變,根據(jù)蓋呂薩克定律有VATA=VBTB代入數(shù)據(jù)解得TB=VBVATA=600K。(2)理想氣體從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中,外界對(duì)氣體做功W1=-pA(VB-VA)解得W1=-100J氣體從B狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中,體積保持不變,根據(jù)查理定律有pBTB=pCTC解得pC=2.5×105Pa從C狀態(tài)到D狀態(tài)的過程中,壓強(qiáng)保持不變,外界對(duì)氣體做功W2=pC(VC-VD)=pC(VB-VA)解得W2=250J一次循環(huán)過程中外界對(duì)氣體所做的總功W=W1+W2=150J理想氣體從A狀態(tài)完成一次循環(huán),回到A狀態(tài),始末溫度不變,所以內(nèi)能不變。根據(jù)熱力學(xué)第一定律有U=W+Q解得Q=-150J故完成一次循環(huán),氣體向外界放熱150J。答案(1)600 K(2)放熱150 J4