第3節(jié) 熱力學(xué)第一定律能量守恒定律

[隨堂檢測(cè)]
1.(多選)下列關(guān)于第一類永動(dòng)機(jī)的說法正確的是( )
A.第一類永動(dòng)機(jī)是不消耗任何能量卻能源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器
B.第一類永動(dòng)機(jī)不能制成的原因是違背了熱力學(xué)第一定律
C.第一類永動(dòng)機(jī)不能制成的原因是技術(shù)問題
D.第一類永動(dòng)機(jī)不能制成的原因是違背了能量守恒定律
解析:選AD.第一類永動(dòng)機(jī)是不消耗任何能量卻能源源不斷對(duì)外做功的機(jī)器,這是人們的美好愿望,但它違背了能量守恒定律.這也是它不能制成的原因.故A、D兩項(xiàng)正確,B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤.
2.
如圖,容器A、B各有一個(gè)可以自由移動(dòng)的輕活塞,活塞下面是水,上面是大氣,大氣壓恒定.A、B的底部由帶閥門K的管道相連,整個(gè)裝置與外界絕熱.原先A中水面比B中的高,打開閥門,使A中的水逐漸向B中流動(dòng),最后達(dá)到平衡.在這個(gè)過程中( )
A.大氣壓對(duì)水不做功,水的內(nèi)能減少
B.水克服大氣壓做功,水的內(nèi)能減少
C.大氣壓對(duì)水不做功,水的內(nèi)能不變
D.大氣壓對(duì)水不做功,水的內(nèi)能增加
解析:選D.打開閥門K,使A中的水逐漸流向B中,最后水面持平,A中水面下降hA,B中水面上升hB,相當(dāng)于A中SAhA體積的水移到B中,且SAhA=SBhB,這部分水的重心降低,重力對(duì)水做正功,重力勢(shì)能減小了.大氣壓力做功情況是大氣壓對(duì)A容器中的水做正功,對(duì)B容器中的水做負(fù)功.所以,大氣壓力對(duì)水做的總功為p0SAhA-p0SBhB,由于SAhA=SBhB ,所以大氣壓對(duì)水做的總功為零,又由于系統(tǒng)絕熱,與外界沒有熱交換,只有水的重力做功,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故選項(xiàng)D正確.
3.(多選)用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品,如圖所示,充氣袋四周被擠壓時(shí),假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換,則袋內(nèi)氣體( )

A.體積減小,內(nèi)能增大
B.體積減小,壓強(qiáng)減小
C.對(duì)外界做負(fù)功,內(nèi)能增大
D.對(duì)外界做正功,壓強(qiáng)減小
解析:選AC.實(shí)際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大時(shí)可看做理想氣體.充氣袋被擠壓,氣體體積減小,外界對(duì)氣體做正功,則W>0,即氣體對(duì)外界做負(fù)功,由于袋內(nèi)氣體與外界無熱交換,即Q=0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q知,內(nèi)能增大,溫度升高,選項(xiàng)A、C正確;根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程=C可判斷壓強(qiáng)一定增大,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.
4.若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變,若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體,氣泡從湖底上升到湖面的過程中,對(duì)外界做了0.6 J的功,則此過程中的氣泡________(填“吸收”或“放出”)的熱量是________J.氣泡到達(dá)湖面后,溫度上升的過程中,又對(duì)外界做了0.1 J的功,同時(shí)吸收了0.3 J的熱量,則此過程中,氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了________J.
解析:氣泡從湖底上升到湖面過程中,W=-0.6 J,ΔU=0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q得Q=0.6 J,即吸收熱量0.6 J.氣泡到達(dá)湖面后,溫度上升的過程中W=-0.1 J,Q=0.3 J,則ΔU=W+Q=0.2 J,即氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加0.2 J.
答案:吸收 0.6 0.2
[課時(shí)作業(yè)]
一、單項(xiàng)選擇題
1.自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)幅度越來越小,下列說法正確的是( )
A.機(jī)械能守恒
B.能量正在消失
C.只有動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
D.減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒