课时训练15　热力学第一定律　能量守恒定律

题组一　热力学第一定律

1.今有一导热性能良好的汽缸,用导热活塞封闭有一定质量的理想气体。开始时汽缸水平放置如图甲所示,后将汽缸按如图乙方式悬挂并保持静止,汽缸光滑不漏气且大气压及环境温度不变。下列说法正确的是(　　)

A.气体对外做功,内能减小

B.气体对外做功,气体温度不变

C.气体体积增大,气体温度减小

D.气体体积不变,温度不变

解析:从题图甲到题图乙的过程,由于汽缸要平衡,因此内部气体的压强变小,体积增大,对外界做功,由于汽缸导热性能良好,且环境温度不变,因此内部气体的温度不变,内能不变,根据热力学第一定律,内部气体通过缸壁从外界吸热,可见选项B正确,其余选项均错误。

答案:B

2.在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q中,关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负,下列说法中正确的是(　　)

A.外界对物体做功时W为正,吸热时Q为负,内能增加时ΔU为正

B.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时ΔU为负

C.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时ΔU为正

D.外界对物体做功时W为负,吸热时Q为负,内能增加时ΔU为负

解析:根据公式ΔU=W+Q中的符号法则知选项C正确。

答案:C

3.气体膨胀对外做功100 J,同时从外界吸收了120 J的热量,它的内能的变化是(　　)

A.减小20 J　　　　　B.增大20 J

C.减小220 J D.增大220 J

解析:研究对象为气体,依符号规则,对外做的功W=-100 J,吸收热量Q=+120 J。由热力学第一定律有:ΔU=W+Q=-100 J+120 J=20 J。ΔU>0,说明气体的内能增加,故正确选项为B。

答案:B

4.一定量的气体吸收热量,体积膨胀并对外做功,则此过程的末态与初态相比(　　)

A.气体内能一定增加

B.气体内能一定减小

C.气体内能一定不变