足够长的玻璃管水平放置，用长的水银封闭

足够长的玻璃管水平放置，用长的水银封闭一段长为的空气柱，大气压强为，环境温度为，将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直，则：

① 空气柱是吸热还是放热

② 空气柱长度变为多少

③ 当气体温度变为时，空气柱长度又是多少？

答案

① 放热； ② ； ③

【详解】 ①② 以封闭气体为研究对象，气体做等温变化，设玻璃管横截面积为，玻璃管水平时

玻璃管竖起来后

根据

解得

气体体积减小，外界对气体做功，但其温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知气体向外放热；

③ 空气柱长度为；由等压变化得

其中

解得

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选修3 第三章热力学定律

热力学第一定律

试题详情

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使用次数：149

更新时间：2023-06-28

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足够长的玻璃管水平放置，用长的水银封闭一段长为的空气柱，大气压强为，环境温度为，将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直，则：

① 空气柱是吸热还是放热

② 空气柱长度变为多少

③ 当气体温度变为时，空气柱长度又是多少？

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题型：解答题

知识点：热力学第一定律

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【答案】

① 放热； ② ； ③

【详解】 ①② 以封闭气体为研究对象，气体做等温变化，设玻璃管横截面积为，玻璃管水平时

玻璃管竖起来后

根据

解得

气体体积减小，外界对气体做功，但其温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知气体向外放热；

③ 空气柱长度为；由等压变化得

其中

解得

考点梳理:

根据可圈可点权威老师分析，试题“ ”主要考查你对热力学第一定律等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下：

◎ 热力学第一定律的定义

热力学第一定律：

1、内容：物体内能的增量（ΔU）等于外界对物体做的功（W）和物体吸收的热量（Q）的总和。
2、表达式：W+Q=ΔU。
3、符号法则：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值；物体吸收热量，Q取正值，物体放出热量，Q取负值；物体内能增加，ΔU取正值，物体内能减少，ΔU取负值。

◎ 热力学第一定律的知识扩展

1、内容：物体内能的增量（ΔU）等于外界对物体做的功（W）和物体吸收的热量（Q）的总和。
2、表达式：W+Q=ΔU。
3、符号法则：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值；物体吸收热量，Q取正值，物体放出热量，Q取负值；物体内能增加，ΔU取正值，物体内能减少，ΔU取负值。

◎ 热力学第一定律的知识点拨

热力学第一定律在理想气体中的应用方法：

1．功W的正负分析
若体积V增大，则W取“-”；若体积V减小，则形取“+”。
注意，若气体向真空中自由膨胀时，则W=0。
2．△U的正负分析
一定质量理想气体的内能只与温度有关。
若温度T增大，△U取“+”；若温度T减小，△U取“-”；若T不变，贝△U=0。
3．Q的正负分析：
绝热Q=0，吸热Q取“+”，放热Q取“-”。
4．气体状态变化还应结合分析
5．由图像讨论气体的功、热量和内能
(1)等温线(如图所示)：一定质量的理想气体，

，等温降压膨胀，内能不变，吸热等于对外做的功。
，等容升温升压，不做功，吸热等于内能增加。
，等压降温压缩，放热等于外界做功和内能减少量。
(2)等容线(如图所示)：一定质量的理想气体，。
状态及能量变化同等温线分析。
(3)等压线(如图所示)：一定质量的理想气体．等温升压压缩，内能不变，外界做功等于放热；等压升温膨胀，吸热等于内能增加量和对外做的功；等容降温降压，内能减小量等于放热。