人教版选修3-3 第十章第3节热力学第一定律能量守恒定律 作业

第3节热力学第一定律能量守恒定律

[随堂检测]

1．(多选)下列关于第一类永动机的说法正确的是( )

A．第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器

B．第一类永动机不能制成的原因是违背了热力学第一定律

C．第一类永动机不能制成的原因是技术问题

D．第一类永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律

解析：选AD．第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断对外做功的机器，这是人们的美好愿望，但它违背了能量守恒定律．这也是它不能制成的原因．故A、D两项正确，B、C两项错误．

2.如图，容器A、B各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞

下面是水，上面是大气，大气压恒定．A、B的底部由带阀门K

的管道相连，整个装置与外界绝热．原先A中水面比B中的高，

打开阀门，使A中的水逐渐向B中流动，最后达到平衡．在这个过程中( ) A．大气压对水不做功，水的内能减少

B．水克服大气压做功，水的内能减少

C．大气压对水不做功，水的内能不变

D．大气压对水不做功，水的内能增加

解析：选D.打开阀门K，使A中的水逐渐流向B中，最后水面持平，A中水面下降h A，B中水面上升h B，相当于A中S A h A体积的水移到B中，且S A h A＝S B h B，这部分水的重心降低，重力对水做正功，重力势能减小了．大气压力做功情况是大气压对A容器中的水做正功，对B容器中的水做负功．所以，大气压力对水做的总功为p0S A h A－p0S B h B，由于S A h A＝S B h B，所以大气压对水做的总功为零，又由于系统绝热，与外界没有热交换，只有水的重力做功，重力势能转化为内能，故选项D正确．

3．(多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( )

A．体积减小，内能增大

B．体积减小，压强减小

C．对外界做负功，内能增大

D．对外界做正功，压强减小

解析：选AC．实际气体在温度不太低、压强不太大时可看做理想气体．充气袋被挤压，气体体积减小，外界对气体做正功，则W>0，即气体对外界做负功，由于袋内气体与外界无热交换，即Q＝0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，内能增大，温度升高，选项A、C正

确；根据理想气体状态方程pV

T

＝C可判断压强一定增大，选项B、D错误．

4．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中的气泡________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.

解析：气泡从湖底上升到湖面过程中，W＝－0.6 J，ΔU＝0，根据热力学第一定律ΔU ＝W＋Q得Q＝0.6 J，即吸收热量0.6 J．气泡到达湖面后，温度上升的过程中W＝－0.1 J，Q＝0.3 J，则ΔU＝W＋Q＝0.2 J，即气泡内气体内能增加0.2 J.

答案：吸收0.6 0.2

[课时作业]

一、单项选择题

1．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是( )

A．机械能守恒

B．能量正在消失

C．只有动能和重力势能的相互转化

D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒

解析：选D．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，说明机械能在减少，故A、C项错误．减少的机械能通过摩擦转化成了内能，故B项错误，D项正确．

2．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

解析：选A．缓慢放水过程中，胎内气体体积增大、温度不变，由于不计分子势能，内能不变，故分子平均动能不变，选项C、D错误；由体积增大可知气体对外界做正功，或克服外界压力做功，选项B错误．由ΔU＝W＋Q知ΔU＝0，W<0，故Q>0，气体从外界吸热，选项A正确．

3．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体