热学
一、选择题
1.(2016·全国卷I·T33（1）)关于热力学定律,下列说法正确的是 ( )
A.气体吸热后温度一定升高
B.对气体做功可以改变其内能
C.理想气体等压膨胀过程一定放热
D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:
(1)理解热力学第一定律ΔU=W+Q。
(2)理解热力学第二定律热传递的方向性。
【解析】选B、D、E。对气体做功可以改变其内能,气体吸热后可以全部用来对外做功而内能不变,A错、B对2016江苏高考时间;理想气体等压膨胀过程,温度升高,气体吸热,C错;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,D对;如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,则温度相等,这两个系统彼此之间也必定达到热平衡,E对。故选B、D、E。
2.(2016·全国卷·T33（1）)一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图象如图所示,其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是 ( )
A.气体在a、c两状态的体积相等
B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
【解析】选A、B、E。一定量的理想气体,在体积不变时,压强和热力学温度成正比,即,Va=Vc,选项A正确;气体在状态a时的温度高于在状态c时的温度,而温度是分子平均动能的标志,理想气体忽略分子间的相互作用力,气体的分子势能不变,所以气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能,选项B正确;cd过程为恒温升压过程,压强增大体积减小,外界对系统做正功,但系统内能不变,故放热,放出热量Q=W外,选项C错误;da过程为恒压升温过程,内能增大,体积增大对外做功,故吸热,但吸收热量Q=W外+ΔE内,故Q>W外,选项D错误;bc过程恒压降温,体积减小,外界对气体做功,因为ab和cd过程都是等温过程,paVa=pbVb,pcVc=pdVd,则有paVa-pdVd=pbVb-pcVc,又因pd=pa,pc=pb,pa(Va-Vd)= pb(Vb-Vc),所以Wbc=Wad,故在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功,选项E正确。
3.(2016·全国卷III·T33（1）)关于气体的内能,下列说法正确的是 ( )
A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同
B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大
C.气体被压缩时,内能可能不变
D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关
E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加
【解析】选C、D、E。质量和温度相同的气体,分子的平均动能相同,但是可能是不同的气体,其摩尔质量不同,分子数不同,故内能不一定相同,A错误;内能是微观意义上的能量,与宏观运动无关,B错误;气体被压缩时,外界对气体做功,气体可能放热,由ΔU=W+Q得内能可能不变,C正确;一定量的某种理想气体的内能不考虑分子势能,只与分子动能有关,而温度是分子平均动能的标志,所以一定量的某种理想气体的内能只与温度有关,D正确;一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,温度一定升高,故内能一定增加,E正确。
4.（2016·江苏高考·T12 A（1））在高原地区烧水需要使用高压锅。水烧开后,锅内水面上
方充满饱和汽,停止加热,高压锅在密封状态下缓慢冷却,在冷却过程中,锅内水蒸气的变化情况为 ( )
A.压强变小
B.压强不变
C.一直是饱和汽
D.变为未饱和汽
【解析】选A、C。温度降低,锅内水蒸气的压强减小,因为是缓慢冷却,所以液体和气体间不断达到新的动态平衡,所以高压锅内的气体一直是饱和汽,A、C选项正确。
5.（2016·海南高考·T15（1））一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N,其p -V图象如图所示。在过程1中,气体始终与外界无热量交换;在过程2中,气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程,下列说法正确的是 ( )
A.气体经历过程1,其温度降低
B.气体经历过程1,其内能减小
C.气体在过程2中一直对外放热
D.气体在过程2中一直对外做功
E.气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的相同
【解析】选A、B、E。气体经历过程1,气体始终与外界无热量交换,压强减小,体积变大,对外做功。根据热力学第一定律,其内能减小,温度降低,选项A、B正确;气体在过程2中,先经历等容过程,体积不变,压强减小,则温度一定降低,对外放热,不对外做功;再经历等压过程,体积变大对外做功,又升温,所以是一个吸热过程,所以选项C、D错误;因为气体经历过程1和过程2的初、末状态相同,所以内能的改变量相同,选项E正确。
6.(2016·北京卷·T20)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料,以下叙述正确的是( )
A.PM10表示直径小于或等于1.0×10-6m的悬浮颗粒物
B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力
C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
D.PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大
【解题指南】解答本题应把握以下三点:
(1)明确PM10、PM2.5是颗粒物而不是分子。
(2)能根据PM10、PM2.5运动状态分析受力情况。
(3)能根据题目的信息分析浓度随高度的变化情况。
【解析】选C。PM10表示直径小于或等于1.0×10-5m的悬浮颗粒物,A错;由于PM10在空中静止不动,受到的空气分子作用力的合力始终等于其所受到的重力,B错;PM10的浓度随高度的增加略有减小,由此推知PM2.5的浓度随高度增加逐渐减小,D错;PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动,C对。
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