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”)总热量为 kJ 。
(3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/3m 和2.1kg/3m ,空气的摩尔质量为0.029kg/mol ,阿伏伽德罗常数A N =6.0223110mol -?。若潜水员呼吸一次吸入2L 空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。(结果保留一位有效数字)
【答案】(1)B (2)5 放出 29 (3)3×1022
【解析】(1)由玻意尔定律,PV =C ,即1P V
∝,选项B 正确。 (2)根据热力学第一定律:ΔU=W+Q ,第一阶段W 1=24kJ ,ΔU 1=0,所以Q 1=-24kJ ,放热;第二阶段
W 2=0,ΔQ 2=-5kJ 放热,所以ΔU 2=-5kJ 。又ΔU=ΔU 1+ΔU 2=-5kJ ,即内能减少5kJ ; Q=Q 1+Q 2=-29kJ ,即放出热量29kJ 。
(3)设空气的摩尔质量为 M ,在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸,一次吸人空气的体积为V ,则有()A V n N M
ρρ-?=海岸,代入数据得:Δn =3×1022 10、(海南卷)17.(1)下列说法正确的是(填入正确选项前的字母,每选错一个扣2分,最低得分为0分)。
(A)当一定质量的气体吸热时,其内能可能减小
(B)玻璃、石墨和金刚石都是晶体,木炭是非晶体
(C)单晶体有固定的熔点,多晶体和非晶体没有固定的熔点
(D)当液体与大气相接触时,液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部
(E)气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,与单位体积内气体的分子数和气体温度有关
【答案】ADE
【解析】一定质量的气体吸热时,如果同时对外做功,且做的功大于吸收的热量,则内能减小,(A)正确;玻璃是非晶体,(B)错;多晶体也有固定的熔点,(C)错;液体表面层内的分子液体内部分子间距离的密度都大于大气,因此分子力的合力指向液体内部,(D)正确;气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,决定气体的压强,因此与单位体积内分子数和气体的温度有关,(E)对。
(2)如右图,体积为V 、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞;气
缸内密封有温度为02.4T 、压强为01.2p 的理想气体.0p 和0T 分别为大气的压强和温度.已
知:气体内能U 与温度T 的关系为U T α=,α为正的常量;容器内气体的所有变化过程都
是缓慢的.求
(ⅰ)气缸内气体与大气达到平衡时的体积1V :
(ii)在活塞下降过程中,气缸内气体放出的热量Q .
【答案】 (ⅰ) 112V V = ;(ⅱ) 0012
Q p V T α=+ 【解析】 (ⅰ)在气体由压缩01.2p p =下降到0p 的过程中,气体体积不变,温度由02.4T T =变为1T ,由查理定律得 01p T T p = ①
在气体温度由1T 变为0T 的过程中,体积由V 减小到1V ,气体压强不变,由着盖·吕萨克定律得 110T V V T = ②
由①②式得 112V V = ③
(ⅱ)在活塞下降过程中,活塞对气体做的功为
01()W p V V =- ④
在这一过程中,气体内能的减少为
10()U T T α?=- ⑤
由热力学第一定律得,气缸内气体放出的热量为
Q W U =+? ⑥
由②③④⑤⑥式得
0012Q p V T α=+ ⑦
11、(重庆卷)15.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
【答案】A
【解析】温度是分子平均动能的标志,气体温度不变,分子平均动能不变,C 选项错误。不计分子势能,内能只由温度决定。气体温度不变,气体内能不变,D 选项错误。缓慢放水,胎内气膨胀对外做功,B 选项错误。由热力学第一定律知,从外界吸热,A 选项正确。
12、(四川卷)14.下列现象中不能说明分子间存在分子力的是
A .两铅块能被压合在一起
B .钢绳不易被拉断
C .水不容易被压缩
D .空气容易被压缩
【答案】D
【解析】空气容易压缩是因为分子间距大,而水不容易压缩是因为分子间距小轻微压缩都使分子力表现为斥力。ABC 说明存在分子力。
13、(福建卷)28.(1)1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有许多实验验证了这
一规律。若以横坐标υ表示分子速率,纵坐标()f υ表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是 。(填选项前的字母)
【答案】D
【解析】图象突出中间多两边少的特点,答案选D 。
(2)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 。(填选项前的字母)
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
【答案】C
内【解析】外力F 做正功,W>0;绝热,Q=0;由热力学第一定律0=+> U Q W ,能增加,温度升高;另外,由=PV/T C 可以判断出压强增大
14、(广东卷)14.图3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
【答案】A
【解析】由能量守恒,200800600E Q W ?=+=-+=J ,内能增加600J ,则温度一定升高。
15、(广东卷)15.如图4所示,某种自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中会
封闭一定质量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量。设
温度不变,洗衣缸内水位升高,则细管中被封闭的空气
A . 体积不变,压强变小
B .体积变小,压强变大
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