Question

如圖，導(dǎo)熱的氣缸固定在水平地面上，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸中，氣缸的內(nèi)壁光滑．現(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動，由狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，在此過程中：
（1）如果環(huán)境保持恒溫，下列說法正確的是______．
A．每個氣體分子的速率都不變
B．氣體分子平均動能不變
C．水平外力F逐漸變大
D．氣體內(nèi)能減少
E．氣體放熱
F．氣體內(nèi)能不變，卻對外做功，此過程違反熱力學(xué)第一定律，不可能實(shí)現(xiàn)
G．氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對外做功，此過程不違反熱力學(xué)第二定律
（2）如果環(huán)境保持恒溫，分別用P、V、T表示該理想氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度．氣體從狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，此過程可用下列圖象表示的是______

（3）如果在上述過程中，環(huán)境溫度變化，氣體對外界做功8×10⁴J，吸收熱量1.2×10⁵J，求內(nèi)能的變化量為______J．

Answer 1

【答案】分析：（1）封閉氣體等溫膨脹過程，結(jié)合溫度的微觀意義和熱力學(xué)第一、第二定律分析即可；
（2）對①到②過程根據(jù)熱力學(xué)第一定律公式△U=Q+W列式求解．
解答：解：（1）A、B、封閉氣體等溫膨脹過程，溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志，故分子熱運(yùn)動的平均動能不變，不是每個分子動能都不變，故A錯誤，B正確；
C、氣體等溫膨脹，根據(jù)玻意耳定律PV=C，可知?dú)鈮翰粩鄿p小，故內(nèi)外壓力差變大，向左，故F逐漸變大，故C正確；
D、封閉氣體等溫膨脹過程，溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志，故分子熱運(yùn)動的平均動能不變，氣體分子勢能不計(jì)，故內(nèi)能不變，故D錯誤；
E、根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q+W，內(nèi)能不變，氣體膨脹，對外做功，即W＜0，故Q＞0，吸熱，故E錯誤；
F、內(nèi)能不變，氣體膨脹，對外做功，吸熱，仍滿足熱力學(xué)第一定律△U=Q+W，故F錯誤；
G、封閉氣體從大氣熱源吸熱，封閉氣體與大氣是兩個有溫度差的熱源，故G錯誤；
故選BC．
（2）A：雙曲線的方程：PV=恒量，故A正確，B錯誤；
C：①到②的過程體積減小，與題意相悖，故C錯誤；
D：①到②的過程溫度不變，壓強(qiáng)減小，根據(jù)玻意耳定律，氣體的體積增大，故D正確．
故選：AD
（3）對①到②過程根據(jù)熱力學(xué)第一定律公式△E=Q+W，求解得：△E=Q+W=-8×10⁴+1.2×10⁵（J）=4×10⁴J
故答案為：（1）BCG  （2）AD （3）4×10⁴
點(diǎn)評：本題考查了玻意耳定律和熱力學(xué)第一、第二定律，題量較大，要有耐心，不難．