1、p外界的温度变为T后,设活塞距底面的高度为h.根据盖吕萨克定律,得解得hh据题意可得p气体最后的体积为VSh联立式得V答案:(1)ADE(2) 2(1)(多选)下列说法中正确的是()A分子间的距离增大时,分子势能一定增大B晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点C根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体D物体吸热时,它的内能可能不增加E一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热(2)如图,在圆柱形汽缸中用具有质量的光滑导热活塞密闭有一定质量的理想气体,在汽缸底部开有一小孔,与U形水银管相连,已知外界大气压为p075 cmHg,室温t027 ,稳定后两边水银面
2、的高度差为h1.5 cm,此时活塞离容器底部的高度为L50 cm.已知柱形容器横截面积S0.01 m2,75 cmHg1.0105 Pa.求活塞的质量;使容器内温度降至63 ,求此时U形管两侧水银面的高度差和活塞离容器底部的高度L.(1)分子间的距离有一个特殊值r0,此时分子间引力与斥力平衡,分子势能最小当分子间的距离小于r0时,分子势能随距离的增大而减小,当分子间的距离大于r0时,分子势能随距离的增大而增大,选项A错误根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化在有外力做功的情况下热量可以从低温物体传到高温物体,选项C错误(2)根据U形管两侧水银面的高度差为h1.
3、5 cm,可知A中气体压强pA1p0ph75 cmHg1.5 cmHg76.5 cmHg而pA1p0p塞所以活塞产生的压强p塞1.5 cmHg1.5105 Pa0.02105 Pa由p塞mg/S,解得m2 kg.由于活塞光滑,所以气体等压变化,U形管两侧水银面的高度差不变仍为h1.5 cm初状态:温度T1300 K,体积V150 cmS;末状态:温度T2210 K,体积V2LS由盖吕萨克定律,解得活塞离容器底部的高度L35 cm.(1)BDE(2)2 kg1.5 cm35 cm3(原创题)(1)(多选)下列叙述和热力学定律相关,其中正确的是()A第一类永动机不可能制成,是因为违背了能量守恒定律
4、B能量耗散过程中能量不守恒C电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,违背了热力学第二定律D能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功(2)如图所示,右端开口的绝缘、绝热圆柱形汽缸放置在水平地面上,容积为V,汽缸内部被绝热活塞M和导热性能良好的活塞N分成三个相等的部分,左边两部分分别封闭气体A和B,两活塞均与汽缸接触良好,忽略一切摩擦;汽缸左边有加热装置,可对气体A缓慢加热;初始状态温度为T0,大气压强为p0.给气体A加热,当活塞N恰好到达汽缸右端时,求气体A的温度;继续给气体A加热,当气体B的长度变为原来的时,求气体B的压强和
5、气体A的温度(1)由热力学第一定律知A正确,能量耗散是指能量品质降低,反映能量转化的方向性仍遵守能量守恒定律,B错误,D正确;电冰箱的热量传递不是自发,不违背热力学第二定律,C错误;在有外界影响的情况下,从单一热源吸收的热量可以全部用于做功,E正确(2)活塞N移动至恰好到达汽缸右端的过程中气体A做等压变化解得T12T0.继续加热过程,气体B体积减小,做等温变化p0p1解得p1p0因不计摩擦,气体A的压强等于气体B的压强,对气体A有解得T23T0.(1)ADE(2)2T0p03T04(1)(多选)有关分子的热运动和内能,下列说法正确的是()A一定质量的气体,温度不变,分子的平均动能不变B物体的温
6、度越高,分子热运动越剧烈C物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和D布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的E外界对物体做功,物体的内能必定增加(2)在室温恒定的实验室内放置着如图所示的粗细均匀的L形管,管的两端封闭且管内充有水银,管的上端和左端分别封闭着长度均为L015 cm的A、B两部分气体,已知竖直管内水银柱高度为H20 cm,A部分气体的压强恰好等于大气压强对B部分气体进行加热到某一温度,保持A部分气体温度不变,水银柱上升h5 cm(已知大气压强为76 cmHg,室温为300 K)试求:水银柱升高后A部分气体的压强;温度升高后B部分气体的温度(1)温度是分子平均动
7、能的标志,A正确;温度越高,分子运动越剧烈,B正确;内能指所有分子热运动动能与分子势能的总和,C正确;布朗运动是液体分子对悬浮颗粒的碰撞引起的,D错误;根据热力学第一定律,内能变化由做功和传热共同决定,E错误(2)设L形管的横截面积为S,水银柱上升前后A部分气体的压强分别为pA和pA,气体A的温度并没有发生变化,由玻意耳定律可得:pAL0SpA(L0h)SpA代入数据可得:pA114 cmHg设水银柱上升前后B部分气体的压强分别为pB和pB,温度分别是T和T,则pBpAPH,pBpAPhPH由气体状态方程可得:代入数据解得:T579.2 K(1)ABC(2)114 cmHg579.2 K5(1
8、)(多选)两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力,它们随分子之间距离r的变化关系如图所示图中虚线是分子斥力和分子引力曲线,实线是分子合力曲线当分子间距rr0时,分子之间合力为零,则下列关于这两个分子组成系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系曲线,可能正确的是()(2)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的pV图象如图所示已知该气体在状态A时的温度为27 .求:该气体在状态B时的温度;该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量(1)由于rr0时,分子之间的作用力为零,当rr0时,分子间的作用力为引力,随着分子间距离的增大,分子力做负功,分子势能增加,当rr
9、0时,分子间的作用力为斥力,随着分子间距离的减小,分子力做负功,分子势能增加,故rr0时,分子势能最小综上所述,选项B、C、E正确,选项A、D错误(2)对于理想气体:AB过程,由查理定律有,得TB100 K,所以tBTB273 173 .BC过程,由盖吕萨克定律有得TC300 K,所以tCTC273 27 .由于状态A与状态C温度相同,气体内能相等,而AB过程是等容变化气体对外不做功,BC过程中气体体积膨胀对外做功,即从状态A到状态C气体对外做功,故气体应从外界吸收热量QpV1105(31031103)J200 J.(1)BCE(2)173 200 J6(原创题)(1)(多选)在一个标准大气压
10、下,1 g水在沸腾时吸收了2 260 J的热量后变成同温度的水蒸气,对外做了170 J的功已知阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1,水的摩尔质量M18 g/mol.下列说法中正确的是()A分子间的平均距离增大B水分子的热运动变得更剧烈了C水分子总势能的变化量为2 090 JD在整个过程中能量是不守恒的E1 g水所含的分子数为3.31022个(2)如图所示,一个绝热的汽缸竖直放置,内有一个绝热且光滑的活塞,中间有一个固定的导热性良好的隔板,隔板将汽缸分成两部分,分别密封着两部分理想气体A和B.活塞的质量为m,横截面积为S,与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体,已知电热丝电阻为R,通过的电
11、流为I.通电时间为t时,活塞上升了h,此时气体的温度为T1,已知大气压强为p0,电热丝放出热量的90%被气体吸收,重力加速度为g.加热过程中,若A气体内能增加了E1,求B气体内能增加量E2.现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当添加砂粒的总质量为m0时,活塞恰好回到原来的位置求此时A气体的温度T2.(1)液体变成气体后,分子间的平均距离增大了,选项A正确;温度是分子热运动剧烈程度的标志,由于两种状态下的温度是相同的,故两种状态下水分子热运动的剧烈程度是相同的,选项B错误;水发生等温变化,分子平均动能不变,因水分子总数不变,分子的总动能不变,根据热力学第一定律UQW,可得水的内能的变化量
12、为U2 260 J170 J2 090 J,即水的内能增大2 090 J,则水分子的总势能增大了2 090 J,选项C正确;在整个过程中能量是守恒的,选项D错误;1 g水所含的分子数为nNA6.010233.31022(个),选项E正确(2)由焦耳定律可得,电热丝放出的热量Q0I2Rt气体吸收的热量Q0.9Q00.9I2RtB气体对外做功:WpSh(p0Smg)h由热力学第一定律得:E1E2QW解得:E20.9I2Rt(p0Smg)hE1.B气体的初状态:压强p1p0,体积V12hS,温度为T1B气体的末状态:压强p2p0,体积V2hS,温度为T2由理想气体状态方程:T2T1.(1)ACE(2
13、)见解析7(原创题)(1)(多选)下列说法中正确的是()A分子间的距离增大时,分子间的引力增大,斥力减小B大量气体分子对容器壁的持续性作用形成气体的压强C对于一定质量的理想气体,温度不变,压强增大时,气体的体积一定减小D根据热力学第二定律可知,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故(2)在标准状态下,空气的密度为1.29 g/L,若房间的容积为100 m3,大气压等于77 cmHg,那么当室温由17 升至27 时,房间里空气的质量将减少_kg.(3)某高速公路发生一起车祸,车祸系轮胎爆胎所致爆胎后气体迅速外泄,假设气体对外做
14、功为1 000 J,且来不及与外界发生热交换,则此过程胎内原有气体内能如何变化,变化了多少?(1)当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,A错误;根据气体压强产生的原因知,气体的压强就是大量气体分子对容器壁的持续性作用形成的,B正确;由理想气体状态方程知,对于一定质量的理想气体,温度不变,压强增大时,气体的体积一定减小,C正确;根据热力学第二定律知,热量从低温物体传到高温物体需要其他作用的影响,D正确;气体失去了容器的约束会散开,是因为气体分子自由运动的缘故,E错误(2)以17 时“室内气体”为研究对象,气体做等压膨胀,由盖吕萨克定律可得根据题意,V1100 m3,T1290 K,T2300 K,代入得:V2V1100 m3m3,因此27 时有VV2V1m3体积的气体处于房间之外再算出27 时空气密度2,标准状态下:p076 cmHg、T0273 K、01.29 g/L.27 时房间内的空气:p277 cmHg、T2300 K.由理想气体的状态方程变形有:可得2kg/m31.19 kg/m3.因此房间里空气质量将减少m2V4.1 kg(3)气体迅速膨胀对外做功,但短时间内与外界几乎不发生热量传递,所以内能减少由热力学第一定律得,变化的内能为:UWQ1 000 J(1)BCD(2)4.1 kg(3)内能减少1 000 J
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