热力学第一定律

不定项选择关于第二类永动机，下列说法中正确的是（   ）A．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机
B．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成
C．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能
D．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化

多选以下说法中正确的是（   ）A．随着科技的发展，效率为100%的机械是可能的
B．金属的物理性质是各向同性，因而金属是非晶体
C．当物体运动速度接近于光速时，其质量将发生变化
D．氢原子由激发态向基态跃迁时，将辐射光子

第二类永动机不可能制成，是因为

[     ]

A．违背了能量守恒定律
B．热量总是从高温物体传递到低温物体
C．机械能不能全部转化为内能
D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化

下列说法正确的是 

[     ]

A．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律
B．第二类永动机违背了能量转化的方向性
C．自然界中的能量是守恒的，所以不用节约能源
D．自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源

下列说法正确的是 

[     ]

A．第一类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
B．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
C．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的
D．热力学第二定律的两种表述是等效的

不定项选择下列说法错误的是(   )A．第一类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成
B．任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少
C．热力学第二定律反映了宏观自然过程的方向性
D．第二类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成

下列说法正确的是[     ]

A．机械能全部变成内能是不可能的  
B．第二类永动机不可能制成的原因，是能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化为另一种形式  
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．从单一热源吸收的热量全部用来做功是可能的

关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是[     ]
A．第二类永动机违反能量守恒定律  
B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加  
C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加  
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的

下列说法正确的是 [     ]
A．热量不能由低温物体传到高温物体  
B．外界对物体做功，物体的内能必定增加  
C．第二类永动机不可能被制成，是因为违反了能量守恒定律  
D．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化

不定项选择下列说法正确的是（   ）A．第一类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律  
B．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律  
C．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的
D．热力学第二定律的两种表述是等效的

不定项选择下列说法中，正确的是（   ）
A．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的  
B．甲物体自发传递热量给乙物体，从微观角度看，是大量分子从无序程度大的运动状态向无序程度小的运动状态的转化  
C．第二类永动机是指效率达到100% 的热机  
D．在有些自然过程中，一个孤立系统的总熵可以保持不变

下列关于热现象的论述中正确的是   [     ]
A．给自行车车胎打气时，要克服空气分子间的斥力来压活塞  
B．同一物体运动时的内能比静止时的内能大  
C．布朗运动说明悬浮在液体中的固体小颗粒内部分子在做剧烈热运动  
D．热机效率不能达到100%，因为它违背热力学第二定律

不定项选择如图所示的导热气缸内，用活塞封闭一定质量的理想气体，将突然迅速向下压活塞的过程设为甲过程，将缓慢地向下压活塞的过程设为乙过程。已知甲、乙两个过程中气体初态和末态的体积相同，不考虑活塞与气缸的摩擦及大气压的变化。则下列说法正确的是（   ）

A．两过程大气压力对活塞做的功一样多
B．甲过程缸内气体末态内能比乙过程气体末态内能大
C．甲过程中气体的压强不断增大，乙过程中气体的压强不变
D．甲过程缸内每个分子对缸壁的冲力增大，乙过程缸内每个分子对缸壁的冲力减小

不定项选择封有理想气体的导热气缸，开口向下被竖直悬挂，活塞下系有钩码，整个系统处于静止状态，如图所示，若大气压恒定，系统状态变化足够缓慢。下列说法正确的是（   ）

A．外界温度升高，气体压强一定增大
B．外界温度升高，外界可能对气体做正功
C．保持气体内能不变，增加钩码质量，气体一定吸热
D．保持气体内能不变，增加钩码质量，气体体积一定减小

不定项选择下列过程，可能发生的为（   ）A．物体吸收热量，对外做功，同时内能增加
B．物体吸收热量，对外做功，同时内能减少
C．外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少
D．外界对物体做功，同时物体放热，内能增加

不定项选择下列与热力学定律有关的叙述正确的是（   ）A．第二类永动机违反能量守恒定律
B．机械能可以全部转化为热量，热量也可能全部转化为机械能
C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的

不定项选择如图所示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用势能可忽略。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡。以下说法正确的是（   ）

A．a的体积增大了，压强变小了
B．b的温度升高了
C．加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈
D．a增加的内能小于b增加的内能

一定质量的某种实际气体（分子间表现出引力）从外界吸收了4.2×10⁵J的热量，同时气体对外做了6×10⁵J的功，问：
（1）物体的内能变化了多少？
（2）分子势能是增加还是减少？
（3）分子动能如何变化？

如图所示，圆柱形容器内用活塞封闭一定质量的理想气体，已知容器横截面积为S，活塞重为G，大气压强为p₀。若活塞固定，封闭气体温度升高1℃，需吸收的热量为Q₁；若活塞不固定，仍使封闭气体温度升高1℃，需吸收的热量为Q₂。不计一切摩擦，在活塞可自由移动时，封闭气体温度升高1℃，活塞上升的高度h应为多少？

如图所示，A、B容器中各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下是水，上为空气，大气压恒定，A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先A中水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，则在这个过程中，大气压力对水做功是多少？水的内能增加了多少？（已知水的密度为ρ，活塞面积分别为S_A、S_B，原来A、B中高度差为h）

蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化，我们把这些气体称为工质。某热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热Q₁，对外做功W，又对低温热源放热Q₂，工质完全回复初始状态，内能没有变化。根据热力学第一定律，在工质的一个循环中，Q₁、Q₂、W三者之间满足的关系是______________。热机的效率不可能达到100%，从能量转换的角度，说明______________能不能完全转化为______________能。

（1）下列说法中正确的是______________；
A．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力
B．扩散运动就是布朗运动
C．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体
D．对任何一类与热现象有关的宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述
（2）将1ml的纯油酸加到500ml的酒精中，待均匀溶解后，用滴管取1ml油酸酒精溶液，让其自然滴出，共200滴。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为200cm²，则估算油酸分子的大小是______________m（保留一位有效数字）；
（3）如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB=h，大气压强为p₀，重力加速度为g。
①求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；
②设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q（一定量理想气体的内能仅由温度决定）。

消防车停于水平地面上，在缓缓放水的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计气体分子势能，则胎内气体（   ）A．从外界吸热
B．对外界做负功
C．分子平均动能减少
D．内能增加

不定项选择给旱区送水的消防车停于水平面，在缓缓放水的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子势能，则胎内气体（   ）A．从外界吸热
B．对外界做负功
B．分子平均动能减少
D．内能增加

（1）以下说法正确的是______________。
A．满足能量守恒的定律的宏观过程都是可以自发进行的
B．熵是物体内分子运动无序程度的量度
C．若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，密度不变
D．当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小
（2）如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸收现象，使活塞上方液体缓慢流出，在些过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是______________图，该过程为______________过程（选填“吸热”、“放热”或“绝热”）。
（3）如图，一集热箱里面封闭着一定量的气体，集热板作为箱的活塞且始终正对着太阳，其面积为S，在t时间内集热箱里气体膨胀对牙做功的数值为W，其内能增加了△U，不计封闭气体向外散的热，已知照射到集热板上太阳光的能量50%被箱内气体吸收，求：
①这段时间内的集热箱里气体共吸收的热量；
②太阳光照在集热板单位面积上的辐射功率。

（1）下列叙述中正确的是[     ]
A、一定质量的气体压强越大，则分子的平均动能越大
B、自然界中所有宏观过程都具有方向性
C、外界对气体做正功，气体的内能也可能减小
D、分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，它们的合力也减小
（2）一密封容器内有一部分气体，容器下部有一部分未完全蒸发的水（且在下列过程中均未完全蒸发），则容器内水蒸汽_______________（填“是”或“不是”）饱和汽，若容器内气体压强为p，温度为T（热力学温标）；现把容器温度缓慢升高到2T后，则容器内水蒸汽_______________（填“是”或“不是”）饱和汽，容器内气体压强_______________2p（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）如图所示，在水平固定的筒形绝热气缸中，用绝热的活塞封闭一部分气体。活塞的横截面积为0.2m2，外界大气压强为10⁵Pa，气体温度为27℃。活塞与气缸之间无摩擦间不漏气。用一个电阻丝R给气体加热，活塞将会缓慢移动当气缸内温度升高到77℃时，活塞移动了7.5cm。已知被封闭气体的温度每升高1℃，其内能增加74.8J，求电阻丝对气体提供的热量为多少？

（1）下列说法正确的是_____________。（填写选项前的字母）
（A）机械能和内能的转化具有方向性
（B）大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体
（C）第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的
（D）当温度由20℃变为40℃，物体分子的平均动能应变为原来的2倍
（2）首先在显微镜下研究悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动的科学家是英国植物学家_____________，他进行了下面的探究：
①把有生命的植物花粉悬浮在水中，观察到了花粉在不停地做无规则运动；
②把保存了上百年的植物标本微粒悬浮在水中，观察到了微粒在不停地做无规则运动；
③把没有生命的无机物粉末悬浮在水中，观察到了粉末在不停地做无规则运动；由此可说明_____________。
（3）如图所示的圆柱形气缸固定于水平面上，缸内用活塞密封一定质量的理想气体，已知气缸的横截面积为S，活塞重为G，大气压强为P₀。将活塞固定，使气缸内气体温度升高1℃，气体吸收的热量为Q₁；如果让活塞可以缓慢自由滑动（活塞与气缸间无摩擦、不漏气，且不计气体的重力），也使气缸内气体温度升高1℃，其吸收的热量为Q₂。
①简要说明Q₁和Q₂哪个大些？
②求气缸内气体温度升高1℃时活塞向上移动的高度h。

如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体（可看做理想气体）。若活塞固定，密封气体温度升高1℃，需要吸收的热量为Q₁；若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气体温度升高1℃，需要吸收热量为Q₂。Q₁和Q₂哪个大？为什么？

某压力锅结构如图所示，盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。假定在压力阀顶起时，停止加热。
（1）若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V₀，阿伏加德罗常数为N_A，写出锅内气体分子数的估算表达式。
（2）假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1.5J，并向外界释放了2.5J的热量，锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？
（3）若已知某高压锅的压力阀质量为m=0.1kg，排气孔直径为d=0.3cm，则锅内气体的压强最大可达多少？设压强每增加3.6×10³Pa，水的沸点相应增加1℃，则锅内的最高温度可达多高？（外界大气压强p₀=1.0×10⁵Pa，取g=10m/s²）

如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280J，吸收热量410J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200J。求：
（1）ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？
（2）BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？

两年来，四川人民（特别是灾区人民）在党中央、国务院以及四川省委、省政府的领导下，发扬了大无畏的战天斗地精神和科学重建精神，学校灾后重建工作取得巨大成就，灾区各地新校园拔地而起。5.12两周年前后，为了庆祝新校园新校舍的落成，不少学校在室外使用巨大的红色气球来烘托气氛。在晴朗的夏日，对密闭的气球从早晨到中午过程（体积变化忽略不计），下列描述中正确的是（   ）A．气球内的气体从外界吸收了热量，内能增加
B．气球内的气体吸收了的热量，温度升高，吸收的热量大于其内能的增加量
C．气球内的气体压强增大，所以单位体积内的分子数增加，单位面积的碰撞频率增加
D．气球内的气体虽然分子数不变，但分子对器壁单位时间、单位面积的碰撞时的冲量增大

给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓缓放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体(   )A．从外界吸热
B．对外界做负功
B．分子平均动能减少
D．内能增加

如图所示，用一根与绝热活塞相连的细线将绝热气缸悬挂在某一高度静止不动，气缸开口向上，内封闭一定质量的气体，缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气，现将细线剪断，让气缸自由下落，则下列说法正确的是（   ）

A．气体压强减小，气体对外界做功
B．气体压强增大，外界对气体做功
C．气体体积减小，气体内能减小
D．气体体积增大，气体内能减小

如图所示，质量不计的活塞把一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止状态。现在对气体缓慢加热，同时不断去走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走，则在此过程中（   ）

A．气体压强增大，内能可能不变
B．气体温度可能不变，气体对外做功
C．气体的体积增大，压强减少，对外不做功
D．气体对外做功，内能一定增加

空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对空气做了2×10⁵J的功，同时空气的内能增加了2.5×10⁵J。它从外界__________的热量为__________。

某物体从外界吸收了400J的热量，同时又对外做了100J的功，则物体内能的变化是（   ）

A．增加300J
B．增加500J
C．减少100J
D．减少300J

带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体，用如图所示的V-T图表示气体的状态，开始时气体处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到状态c，b、c状态温度相同。设气体在状态b和状态c的压强分别为P_b和P_C，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q_ab和Q_ac，则

[     ]
A. P_b >P_c，Q_ab>Q_ac
B. P_b >P_c，Q_ab<Q_ac
C. P_b<P_c，Q_ab>Q_ac 
D. P_b<P_c，Q_ab<Q_ac

多选如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙，现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中（   ）

A．外力对乙做功，乙的内能增加
B．外力对甲做功，甲的内能增加
C．因为甲的体积不变，内能也不变
D．甲吸热，乙放热，甲、乙内能都增加

密闭有空气的薄圆塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）

[     ]

A．内能增大，放出热量
B．内能减小，吸收热量
C．内能增大，对外界做功
D．内能减小，外界对其做功

下列关于热现象的说法，正确的是 [     ]
A．外界对物体做功，物体的内能一定增加
B．气体的温度升高，气体的压强一定增大
C．任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体
D．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能

如图所示，气缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2 m，活塞面积10 cm²，大气压强1.0×10⁵ Pa，物重50 N，活塞质量及一切摩擦不计。缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了60 J的热量，则封闭气体的压强将__________（填“增加”、“减小”或“不变”），气体内能变化量为________J。

如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的。开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞上升，经过足够长时间后，活塞停在B点，则活塞停在B点时缸内封闭气体的压强为____________，在该过程中，缸内气体____________（填“吸热”或“放热”）。（设周围环境温度保持不变，已知AB=h，大气压强为p₀，重力加速度为g）

装有一定质量空气的密闭薄塑料瓶因降温而变扁，不计分子势能，此过程中瓶内空气（   ）A．内能增大，放出热量
B．内能减小，吸收热量
B．内能增大，对外界做功
D．内能减小，外界对其做功

如图所示的圆柱形气缸固定于水平面上，缸内用活塞密封一定质量的理想气体，已知气缸的横截面积为S，活塞重为G，大气压强为p₀。将活塞固定，使气缸内气体温度升高1℃，气体吸收的热量为Q₁；如果让活塞可以缓慢自由滑动（活塞与气缸间无摩擦、不漏气，且不计气体的重力），也使气缸内气体温度升高1℃，其吸收的热量为Q₂。
（1）简要说明Q₁和Q₂哪个大些？
（2）求气缸内气体温度升高1℃时活塞向上移动的高度h。

如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的．开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞上升，经过足够长时间后，活塞停在B点，则活塞停在B点时缸内封闭气体的压强为____________________，在该过程中，缸内气体______________（填“吸热”或“放热”）。（设周围环境温度保持不变，已知AB=h，大气压强为p₀，重力加速度为g）

图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的（   ）

A．温度升高，内能增加600J
B．温度升高，内能减少200J
C．温度降低，内能增加600J
D．温度降低，内能减少200J

不定项选择如图，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分，已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态在此过程中（   ）

A．气体对外界做功，内能减少
B．气体不做功，内能不变
C．气体压强变小，温度降低
D．气体压强变小，温度不变

给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体

[     ]

A.从外界吸热
B.对外界做负功
C.分子平均动能减小
D.内能增加

在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24kJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜人海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5kJ的热量在上述两个过程中，空气的内能共减小___________kJ，空气___________（选填“吸收”或“放出”）的总热量为___________kJ。

如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体

[     ]

A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加