2热力学第一定律
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第三节 测试题(提高)
1.在汽缸中装有一定量的气体,则( )
A.传给它热量,它的内能一定改变
B.对它做功,它的内能一定改变
C.跟外界交换热量又对外界做功,它的内能一定改变
D.以上三种说法都不对
2.当物体的温度没有改变时,下列说法中比较确切的是( )
A.物体一定没有吸热 B.物体的内能一定没有改变
C.物体的内能有可能改变 D.物体与外界可能有热交换
3.关于物体内能的变化情况,下列说法中正确的是( )
A.吸热的物体,其内能一定增加
B.体积膨胀的物体,其内能一定减少
C.放热的物体,其内能也可能增加
D.绝热压缩的物体,其内能一定增加
4.汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速运动,在这过程中( )
A.汽车的机械能守恒
B.汽车的动能和势能相互转化
C.机械能逐渐转变成内能,总能量逐渐减小
D.机械能逐渐转化为内能,总能量不变
5.如图为冲击摆实验装置,一飞行的子弹射入沙箱后合为一体,共同摆起一定高度,则下面有关能的转化说法中正确的是( )
A.子弹的动能转变成了沙箱和子弹的内能
B.子弹的动能转变成了沙箱和子弹的势能
C.子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能
D.子弹的动能一部分转变成了沙箱和子弹的内能,另一部分转变成了沙箱和子弹的机械能
6.雨滴由离地高度为H=100m处开始下落,如果雨滴由于克服空气阻力做功而使80%的机械能转化成热能并被雨滴自身吸收,求雨滴落地前温度升高几摄氏度?g取10m/s2,水的比热容C=4.2×103J/kg·℃.
7.某热机使用燃烧值q=3.0×107J/kg的燃料,燃烧效率为η1=80%,汽缸中热质将内能转化为机械能的转化效率η2=40%,热机传动部分的机械效率为η3=90%,若热机每小时燃烧m=40kg燃烧,则热机输出的有用功率是多少?
8.一定量气体可经不同的过程从状态(P1、V1、T1)变到状态(P2、V2、T2),已知T2>T1,则在这些过程中( )
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8.2热力学第一定律
一、热力学第一定律
理想气体从一个状态缓慢变化到另一个状态的过程(准静态过程)中,做功和热传递会导致气体内能发生变化。
二、理想气体的内能
由于理想气体不考虑分子间作用力,因此没有分子势能,因此内能即为分子的总动能
由压强的表达式23pn和pnkT,可得:32kT。注意的物理意义,是分子的平均平动动能。
1、对于单原子分子,总能量即平动动能 (3个自由度)32kT总
2、对于双原子分子,总能量包括平动动能、转动动能(5个自由度)52kT总
3、对于多原子分子,总能量包括平动动能、转动动能(6个自由度)62kT总
因此可得对应气理想体的内能:
1、单原子分子组成的理想气体,内能3322AUNNkTNRT
2、双原子分子组成的理想气体,内能5522AUNNkTNRT
3、多原子分子组成的理想气体,内能6622AUNNkTNRT
三、外力对气体做功的计算
1、恒力(恒压)做功 WFlpSlpV
2、变力(变压)做功(微元法) iiiWWpV
四、热量传递的计算
1、对于固体和液体:
一般来说体积变化可以忽略:
QcmT
其中,c为比热:1kg的物质,升温1°C吸收的热量
2、对于气体:
(1)如果体积不变,所有热量都用来改变温度:
VQNcT
其中,cV为摩尔定容比热:1mol的物质,保持体积不变,升温1°C吸收的热量
(2)如果压强不变,根据状态方程,温度变化,体积随之变化。因此,一部分热量都用来改变温度,另一部分用来做功: 2 / 4
pQNcT
其中,cp为摩尔定压比热:1mol的物质,保持压强不变,升温1°C吸收的热量。
思考:对于气体,是否其它比热的定义?
五、四种典型过程中的热力学第一定律
第一章 热力学第一定律
一、 填空题
1、一定温度、压力下,在容器中进行如下反应:
Zn(s)+2HCl(aq)= ZnCl2(aq)+H2(g)
若按质量守恒定律,则反应系统为 系统;若将系统与环境的分界面设在容器中液体的表面上,则反应系统为 系统。
2、所谓状态是指系统所有性质的 。而平衡态则是指系统的状态
的情况。系统处于平衡态的四个条件分别是系统内必须达到 平衡、 平衡、
平衡和 平衡。
3、下列各公式的适用条件分别为:U=f(T)和H=f(T)适用于 ;Qv=△U适用于
;Qp=△H适用于
;△U=dTnC12TTm,v适用于 ;△H=dTnC21TTm,P适用于 ; Qp=QV+△ngRT适用于 ;PVr=常数适用于
4、按标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓的定义,在C(石墨)、CO(g)和CO2(g)之间, 的标准摩尔生成焓正好等于
的标准摩尔燃烧焓。标准摩尔生成焓为零的是 ,因为它是 。标准摩尔燃烧焓为零的是 ,因为它是 。
5、化学反应热会随反应温度改变而改变的原因是 ;基尔霍夫公式可直接使用的条件是 。
热力学第一定律 学号 姓名
第1页 一、选择题
1.真实气体液化的必要条件是( )
A.压力大于pc B.温度低于Tc
C.体积等于Vm,c D.同时升高温度和增大压力
2. 在温度为T,体积恒定为V的容器中,内含A、B两组分的理想气体混合物,它们的分压力与分体积分别为pA、pB、VA、VB。若又往容器中再加入物质的量为nC的理想气体C,则组分A的pA和VA的变化:( )
A.pA和VA都变大 B.pA和VA都变小
C.pA不变,VA变小 D.pA变小,VA不变
3. p是指( )
A. 100kPa B.200kPa C. 100Pa D. 101.325kPa
4. 对于理想气体的热力学能有下述4种理解:
(1)状态一定,热力学能也一定。
(2)对应于某一状态的热力学能的绝对值是可以直接测定的。
(3)对于某一状态,热力学能只能有一个数值,不可能有两个或两个以上的数值。
(4)状态改变时,热力学能一定跟着改变。
其中都正确的是( )
A.(1)(2) B.(3)(4) C.(2)(4) D.(1)(3)
5.一定量的某理想气体等容下由T1升温到T2,相同量的该气体等压下也由T1升温到T2,则两个过程热量的关系和热力学能变化的关系为( )
A. QV = Qp,ΔUV = ΔUp B. QV < Qp,ΔUV = ΔUp
C. QV > Qp,ΔUV < ΔUp D. QV < Qp,ΔUV < ΔUp。