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課時規(guī)范練41 分子動理論 固體 液體 內(nèi)能 熱力學定律
基礎對點練
1.(多選)(2018遼寧葫蘆島模擬)下列說法正確的是( )
A.布朗運動是由懸浮在液體中的微粒之間的相互碰撞引起的
B.一定質(zhì)量的理想氣體,溫度不變、分子的平均動能不變
C.當分子力表現(xiàn)為引力時,分子勢能隨分子間距離的增大而增大
D.晶體一定具有各向異性,非晶體一定具有各向同性
E.外界對物體做功,物體的內(nèi)能可能減小
答案BCE
解析布朗運動是由液體分子對懸浮在液體表面的固體微粒的碰撞的不平衡引起的,選項A錯誤;溫度是分子平均動能的標志,則一定質(zhì)量的理想氣體,溫度不變、分子的平均動能不變,選項B正確;當分子力表現(xiàn)為引力時,隨分子間距離的增大分子力做負功,則分子勢能隨分子間距離的增大而增大,選項C正確;單晶體一定具有各向異性,非晶體和多晶體一定具有各向同性,選項D錯誤;根據(jù)熱力學第一定律,外界對物體做功,若氣體放熱,且放熱大于外界對氣體做功時,物體的內(nèi)能減小,選項E正確。
2.(多選)(2018湖南益陽4月調(diào)研)下列關于熱現(xiàn)象的敘述,正確的是( )
A.液晶與多晶體一樣具有各向同性
B.空氣的相對濕度越大,空氣中水蒸氣的壓強越接近該溫度下的飽和汽壓
C.雨水不能透過布雨傘是因為液體表面存在張力
D.—定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關
E.當分子間的引力與斥力平衡時,分子勢能最小
答案BCE
解析液晶的某些性質(zhì)具有各向異性,故A錯誤;根據(jù)相對濕度的特點可知,空氣的相對濕度越大,空氣中水蒸氣的壓強越接近該溫度下的飽和汽壓,故B正確;由于液體表面存在張力,故雨水不能透過布雨傘,故C正確;理想氣體分子勢能不計,只與溫度有關,與體積無關,故D錯誤;當r>r0時,分子力表現(xiàn)為引力,當r增大時,分子力做負功,則分子勢能增大,當r
0,Q>0,根據(jù)熱力學第一定律ΔU=Q+W知,ΔU>0,說明氣體的溫度升高,又氣體被壓縮,體積減小,由理想氣體狀態(tài)方程可知,氣體壓強一定增大,D正確;若一定質(zhì)量的理想氣體分子平均動能減小,說明溫度降低,內(nèi)能減小,即ΔU<0,又外界對氣體做功,即W>0,根據(jù)熱力學第一定律ΔU=Q+W知,Q<0,即氣體一定放熱,E正確。
4.(多選)(2018山東日照5月校際聯(lián)考)下列說法正確的是( )
A.由同種元素構成的固體,可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體
B.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中,內(nèi)能一定增加
C.高原地區(qū)水的沸點較低,這是高原地區(qū)溫度較低的緣故
D.一定量100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣,其分子間的勢能增加
E.布朗運動是指在顯微鏡下看到的液體分子的無規(guī)則運動
答案ABD
解析根據(jù)晶體的特點可以知道,由同種元素構成的固體,可能會因為原子的排列方式不同而成為不同的晶體,例如石墨和金剛石。所以A選項是正確的。一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中,溫度一定升高,所以理想氣體的內(nèi)能一定增加,故B正確;高原地區(qū)水的沸點較低,這是高原地區(qū)氣壓較低的緣故,與溫度無關。故C錯誤;一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣要吸收能量,溫度不變,所以動能不變,由于吸收能量,所以分子勢能增加,故D正確;布朗運動是指在顯微鏡下看到的懸浮顆粒的無規(guī)則運動,不是分子的無規(guī)則運動,故E錯誤;故選ABD。
5.(多選)(2018廣東珠海下學期3月質(zhì)量檢測)下列說法中正確的是( )
A.只要氣體的溫度降低,就可以減弱氣體分子熱運動的劇烈程度
B.氣體的體積指的就是該氣體所有分子體積之和
C.在完全失重的情況下,氣體對容器壁的壓強為零
D.氣體從外界吸收熱量,其內(nèi)能可能減小
E.一定質(zhì)量的理想氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高
答案ADE
解析溫度是分子的平均動能的標志,溫度高氣體分子熱運動就劇烈,只要減弱氣體分子熱運動的劇烈程度,氣體的溫度就降低,故A正確;氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積,不是指的該氣體的所有氣體分子體積之和,故B錯誤;在完全失重的情況下,氣體分子運動不停止,對容器壁的碰撞不會停止,則氣體的壓強不會為零,故C錯誤;理想氣體在某過程中從外界吸收熱量,若同時對外做功,其內(nèi)能可能減小,故D正確;由蓋呂薩克定律可知,一定質(zhì)量的理想氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高,故E正確;故選ADE。
6.(多選)(2018河南適應性測試)下列說法正確的是( )
A.當分子間的引力和斥力平衡時,分子勢能最小
B.兩個分子間距離減小時,它們之間的分子勢能一定減小
C.溫度總是從分子平均動能大的物體向分子平均動能小的物體轉(zhuǎn)移
D.一定量的水蒸發(fā)為同溫度的水蒸氣,吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能
E.干濕泡溫度計的干泡與濕泡的示數(shù)差越小,則相對濕度越大,人感覺潮濕
答案ADE
解析當分子間的引力和斥力平衡時,分子力最小,如果要分子間距再變化,則要克服分子力做功,故分子勢能要變大,故平衡位置的分子勢能最小,故A正確;當分子間的距離小于平衡距離,分子力是斥力,間距增大分子力做正功,分子勢能減小,當分子間的距離大于平衡距離,分子力是引力,間距增大分子力做負功,分子勢能增大,故B錯誤;熱量總是從溫度高的物體傳給溫度低的物體,而溫度是分子平均動能的標志,溫度越高,分子平均動能越大,所以熱量總是從分子平均動能大的物體傳給分子平均運能小的物體,故C錯誤;根據(jù)能量守恒定律,一定量的水蒸發(fā)為同溫度的水蒸氣,吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能,故D正確;干泡溫度計和濕泡溫度計組成,由于蒸發(fā)吸熱,濕泡所示的溫度小于干泡所示的溫度。干濕泡溫度計溫差的大小與空氣濕度有關,溫度相差越小,說明相對濕度越大,人感覺潮濕,故E正確。
7.
(多選)(2018湖南郴州第二次質(zhì)量監(jiān)測)雙原子分子勢能Ep與分子間距離r的關系如圖中線所示,A為曲線與r軸的交點,B為曲線的最低點,下列說法正確的是( )
A.A點處原子間作用力表現(xiàn)為斥力
B.A點處分子的動能最大
C.B點處對應的原子間作用力表現(xiàn)為引力
D.B點處分子的動能最大
E.原子間作用力表現(xiàn)為引力最大時,原子間距大于B點處對應的原子間距
答案ADE
解析B處原子勢能最小,即處于r0位置,A處的原子間的距離小于r0,所以表現(xiàn)為斥力,故A正確;根據(jù)能量守恒可知,勢能最小處動能最大,即在B點動能最大,故B錯誤,D正確;B處原子勢能最小,即處于r0位置,此處分子間的引力與斥力的合力為零,故C錯誤;根據(jù)隨原子間距離增大,引力減小可知,原子間作用力表現(xiàn)為引力最大時,原子間距大于B點處對應的原子間距,故E正確。
8.(多選)關于物體的內(nèi)能,以下說法中正確的是( )
A.物體吸收熱量,內(nèi)能一定增大
B.物體放出熱量,同時對外做功,內(nèi)能一定減少
C.物體體積改變,內(nèi)能可能不變
D.不可能從單一熱源吸收熱量,使之完全變?yōu)楣?
E.質(zhì)量相同的0 ℃的水的內(nèi)能比0 ℃的冰的內(nèi)能大
答案BCE
解析物體吸收熱量,若同時對外做功,其內(nèi)能可能減少,選項A錯誤;根據(jù)熱力學第一定律,物體放出熱量,同時對外做功,內(nèi)能一定減少,選項B正確;物體體積改變,例如理想氣體體積改變,只要溫度不變,其內(nèi)能不變,選項C正確;可以從單一熱源吸收熱量,使之完全變?yōu)楣?但是會引起其他變化,選項D錯誤;0℃的水變成0℃的冰需要放出熱量,故質(zhì)量相同的0℃的水的內(nèi)能比0℃的冰的內(nèi)能大,選項E正確。
9.(多選)下列關于熱力學第二定律的說法中正確的是( )
A.所有符合能量守恒定律的宏觀過程都能真的發(fā)生
B.一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都是不可逆的
C.機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能無法全部用來做功而轉(zhuǎn)化成機械能
D.氣體向真空的自由膨脹是可逆的
E.熱運動的宏觀過程有一定的方向性
答案BCE
解析符合能量守恒定律,但違背熱力學第二定律的宏觀過程不能發(fā)生,選項A錯誤;一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都是不可逆的,選項B正確;機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能無法全部用來做功而轉(zhuǎn)化成機械能,選項C正確;氣體向真空的自由膨脹是不可逆的,選項D錯誤;熱運動的宏觀過程有一定的方向性,選項E正確。
10.在壓強不太大、溫度不太低的情況下,氣體分子本身大小比分子間距小得多,可以忽略分子大小。氮氣的摩爾質(zhì)量為2.810-2 kg/mol,標準狀態(tài)下摩爾體積是22.4 L。
(1)估算氮氣分子間距;
(2)液氮的密度為810 kg/m3,假設液氮可以看成由立方體分子堆積而成,估算液氮分子間距。(保留一位有效數(shù)字)
答案(1)310-9 m (2)410-10 m
解析(1)由題知,氮氣的體積V=≈3.710-26m3
氮氣分子間距L=≈310-9m。
(2)設液氮分子間距為L0,則摩爾體積Vmol=NA
由題知Mmol=2.810-2kg/mol
ρ=
得L0≈410-10m。
11.
如圖所示的p-V圖象中,一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過ACB過程至狀態(tài)B,氣體對外做功280 J,放出熱量410 J;氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài)A,這一過程中外界對氣體做功200 J。
(1)ACB過程中氣體的內(nèi)能如何變化?變化了多少?
(2)BDA過程中氣體吸收還是放出多少熱量?
答案見解析
解析(1)ACB過程中,W1=-280J,Q1=-410J
由熱力學第一定律得UB-UA=W1+Q1=-690J
氣體的內(nèi)能減少,減少量為690J。
(2)因為一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關,BDA過程中氣體內(nèi)能變化量:UA-UB=690J
由題知W2=200J
由熱力學第一定律得UA-UB=W2+Q2
解得Q2=490J 即吸收熱量490J。
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