内能与热力学第一定律(答案)

内能与热力学第一定律（参考答案）
一、知识清单
1．【答案】
二、选择题
2．【答案】BDE
【解析】实际气体的内能包括分子之间相互作用的势能和分子热运动的动能，与整体的重力势能和动能均无关。

改变气体内能的方式有做功和热传递。

【易错警示】本题易忽视题中所研究的为实际气体，从而错误地按理想气体模型处理，而导致漏选B。

3．【答案】ACE
【解析】把物体缓慢举高，外力做功，其机械能增加，由于温度不变，物体内能不变，选项A对；物体的内能与物体做什么性质的运动没有直接关系，选项B错；电流通过电阻后电阻发热，是通过电流“做功”的方式改变电阻内能的，选项C对；根据分子间作用力的特点，当分子间距离等于r0时，引力和斥力相等，不管分子间距离从r0增大还是减小，分子间作用力都做负功，分子势能都增大，故分子间距离等于r0时分子势能最小，选项D错，E对.
4．【答案】D
5．【答案】B
【解析】根据温度是分子平均动能的标志知，温度升高，分子热运动的平均动能增大；温度降低，分子热运动的平均动能减小，选项A错误，B正确。

理想气体的温度升高，内能增大；温度降低，内能减小，选项C错误。

晶体熔化或凝固时温度不变，但是内能变化，熔化时吸收热量，内能增大；凝固时放出热量，内能减小，选项D错误。

6．【答案】B
【解析】解：A、所有分子动能与势能之和是物体的内能，对一个分子不能谈内能，不能比较一个水分子与一个分子的内能关系，故A错误；
B、一定质量的0℃的水结成0℃的冰要释放热量，其内能一定减少，故B正确；
C、分子势能与分子间分子力和分子间距离有关，与物体的位置高度无关，故C错误；
D、物体内所有分子动能与势能之和是物体的内能，物体内能由物质的量、物体的温度与物体体积决定，物体内能与物体是否运动无关，故D错误；
7．【答案】ADE
【解析】对封闭气体，由题图可知a→b过程，气体体积V不变，没有做功，而温度T升高，则为吸热过程，A项正确。

b→c过程为等温变化，压强减小，体积增大，对外做功，则为吸热过程，B项错误。

c→a过程为等压变化，温度T降低，内能减少，体积V减小，外界对气体做功，依据W＋Q＝ΔU，外界对气体所做的功小于气体所放的热，C项错误。

温度是分子平均动能的标志，T a<T b＝T c，故D项正确。

同种气体的压强由气体的分子密度ρ和温度T决定，由题图可知T b＝T c，p b>p c，显然E项正确。

8．【答案】 C
【解析】由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，若物体放出热量，如果外界对物体做正功，则ΔU不一定为负值，即内能不一定减少，故A项错误；同理可分析出，B项和D项错误，C项正确。

9．【答案】ABE
【解析】在p-T图象中过原点的倾斜直线都是等容线，a、c在同一等容线上，体积相等，A正确。

一定质
量的理想气体，分子数确定，不计分子势能，因此内能只与温度有关，由图象知T a>T c，B正确。

根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，在c→d中T不变，即ΔU＝0，W＝－Q，即向外界放出的热量等于外界对气体做的功，C错误。

d→a中，温度升高，ΔU>0，由p不变，T升高，可知V增大，W<0，Q＝ΔU＋|W|，可见气体
从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，D错误。

b→c为等压变化，有V b
T b ＝V c
T c，外界对气体做功W bc
＝p c(V b
－V c)＝p c V c
T c(T b －T c)。

d→a为等压变化，有V d
T d
＝V a
T a，气体对外界做功W da
＝p a(V a－V d)＝p a V a
T a(T a
－T d)，由p a V a
T a
＝
p c V c
T c
及T b－T c＝T a－T d可知，W bc＝W da，E正确。

10．【答案】 C
【解析】随着气泡的上升，压强减小，因为温度不变，根据pV
T
＝C，所以体积增大，气泡对外做功；根据ΔU ＝W＋Q温度不变，所以ΔU＝0，W<0，所以Q>0，即气泡吸热，选项C正确。

11．【答案】ACD
【解析】理想气体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，选项A正确；对于一定质量的理想气体，当体积减小时，单位体积内的分子数增多，但是气体的压强不一定增大，气体的压强还与分子的平均动能有关，选项B错误；压缩处于绝热容器中的理想气体时，气体不会吸热与放热，由热力学第一定律可知，气体的内能一定增加，选项C正确；气体的体积减小，则外界对气体做功，因气体吸收热量，根据热力学第一定律可知，气体的内能一定增加，则气体的温度升高，由气体状态方程知，气体的压强增大，选项D正确；两分子之间的距离大于r0时，分子力表现为引力，分子力随着分子间距离的增大而先增大后减小，分子势能随着分子间距离的增大而增大，选项E错误．
12．【答案】C。

【解析】解：A、纵坐标表示是不同速率的分子数所占的比例，而不是速率的大小；t1温度时，分子速率约为400m/s的分子数所占的比例最大，分子速率可以大于、小于或等于400m/s。

故A错误；
B、温度升高分子的平均动能增加，平均速率也增加，是大量分子运动的统计规律，对个别的分子没有意义，并不是每个分子的速率都增加。

故B错误；
C、温度是分子的平均动能的标志，温度升高，速率大的分子所占的比例增加，f（v）最大处对应的速率增大。

故C正确；
D、温度升高，速率大的区间分子数所占比增加，速率小的区间分子数所占比减小。

故D错误。

13．【答案】ABE
【解析】气体分子间有间隙，气体体积为气体分子所能到达的空间的体积，A正确。

气体分子热运动的剧烈程度为气体温度的微观解释，B正确。

气体压强是由于气体分子频繁碰撞容器壁引起的，与重力无关，C错误。

由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，D错误。

由盖—吕萨克定律，等压过程中V
T
＝C，由于V增大，则T增大，E正确。

14．【答案】BDE
【解析】在这个过程中，封闭气体的温度升高，压强不变，体积肯定增大，温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，选项A错误；气体体积增大，气体对外做功，选项B正确；气体体积增大，汽缸内单位体积内的分子数减少，选项C错误；封闭气体的温度升高，内能增加，封闭气体对外做功，其一定吸收热量，选项D正确；气体分子平均动能增大，压强不变，汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减
少，选项E正确．。