3.2热力学第一定律
1.对一定量的气体,下列说法中正确的是( )
A.在体积缓慢地不断增大的过程中,气体一定对外界做功
B.在压强不断增大的过程中,外界对气体一定做功
C.在体积不断被压缩的过程中,内能一定增加
D.在与外界没有发生热量交换的过程中,内能一定不变
解析:只有当气体体积变化时,才存在做功,当气体膨胀时气体对外界做功,当气体被压缩时,外界对气体做功,由此可知选项A正确,B错误;由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,ΔU、W、Q相联系,由此可知选项C、D错误.
答案:A
2.关于物体的内能及其变化,下列说法中正确的是( )
A.物体与外界发生热传递,物体的内能必定改变
B.物体对外做功,其内能不一定改变;向物体传递热量,其内能也不一定改变
C.对物体做功,其内能必定改变;物体向外传递一定热量,其内能一定改变
D.若物体与外界不发生热交换,则物体的内能必定不改变
解析:由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,改变物体的内能取决于Q、W两个因素,故选项B正确.
答案:B
3.一定质量的理想气体,从某一状态开始,经过一系列变化后又回到开始的状态,用W1表示外界对气体做的功,W2表示气体对外界做的功,Q1表示气体吸收的热量,Q2表示气体放出的热量,则在整个过程中一定有( )
A.Q1-Q2=W2-W1 B.Q1=Q2
C.W1=W2 D.Q1>Q2
解析:因为该气体从某一状态开始,经过一系列变化后又回到开始的状态,所以内能没有变化,ΔU=0,根据热力学第一定律可得W1-W2+Q1-Q2=ΔU=0,Q1-Q2=W2-W1,故选项A正确.
答案:A
4.绝热过程中,外界压缩气体做功20 J,下列说法中正确的是( )
A.气体内能一定增加20 J B.气体内能增加必定小于20 J
C.气体内能增加可能小于20 J D.气体内能可能不变
解析:绝热过程中,做功的过程是能量转化的过程,做了多少功,就有多少内能发生了变化.
答案:A
5.一个透热良好的汽缸,缸壁浸在盛水的容器中,迅速下压活塞,压缩中对气体做了2 000 J的功,稳定后使容器中2 kg的水温度升高了0.2 ℃,假设盛水容器绝热,问压缩前后气体的内能变化了多少?〔已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)〕
解析:水的内能增加了
ΔU水=m·c·Δt=2×4.2×103×0.2 J=1 680 J
由于系统绝热,所以气体的内能增加了
ΔU气=W-ΔU水=320 J
答案:增加了320 J
6.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程,设气体分子间的势能可忽略,则在此过程中( )
A.外界对气体做功,气体分子的平均动能增加
B.外界对气体做功,气体分子的平均动能减少
C.气体对外界做功,气体分子的平均动能增加
D.气体对外界做功,气体分子的平均动能减少
解析:绝热过程是指气体膨胀过程未发生热传递,膨胀过程气体体积增大,外界