& （1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气
本题难度：0.67&&题型：填空题
（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是&&&&．（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24KJ的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5KJ的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小&&&&KJ，空气&&&&（选填“吸收”或“放出”）总热量&&&&KJ．
来源： | 【考点】理想气体的状态方程；热力学第一定律．
（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是&&&&．（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24KJ的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5KJ的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小&&&&KJ，空气&&&&（选填“吸收”或“放出”）总热量&&&&KJ．
为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强P和体积V关系的是（　　）
A、B、C、D、
（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是&&&&．（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24kJ的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5kJ的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小&&&&kJ，空气&&&&（选填“吸收”或“放出”）的总热量为&&&&kJ．（3）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m3和2.1kg/m3，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023&mol-1．若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．（结果保留一位有效数字）
（2010o江苏）A．（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是&&&&．（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24kJ的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5kJ的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小&&&&kJ，空气&&&&（选填“吸收”或“放出”）的总能量为&&&&kJ．（3）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m3和2.1kg/m3，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1．若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．（结果保留一位有效数字）B．（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是&&&&．A．激光是纵波B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同C．两束频率不同的激光能产生干涉现象D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10-7m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10-7m，则在这里出现的应是&&&&（选填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为6.30×10-7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将&&&&（选填“变宽”、“变窄”或“不变”）．（3）如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出．已知入射角为i，A与O&相距l，介质的折射率为n，试求介质的厚度d．C．（1）研究光电效应电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是&&&&．（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小&&&&（选填“增大”、“减小”或“不变”），原因是&&&&．（3）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.40eV和-1.51eV，金属钠的截止频率为5.53×1014Hz，普朗克常量h=6.63×10-34Jos．请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．
解析与答案
（揭秘难题真相，上）
习题“（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是．（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24KJ的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5KJ的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小KJ，空气（选填“吸收”或“”的学库宝（/）教师分析与解答如下所示：
【分析】（1）根据理想气体等温变化特点可正确解答．（2）本题根据理想气体的内能只跟温度有关和热力学第一定律△U=Q+W进行求解．
【解答】解：（1）根据理想气体状态方程空气等温压缩有PV=C知P与1V成正比在P-1V图象中为过原点的直线所以该过程中空气的压强P和体积1V的关系图是图B故ACD错误B正确．故选：B（2）将空气压缩装入气瓶的过程中温度保持不变即其内能不变△U=0．外界做了24kJ的功即W=24J根据热力学第一定律△U=Q+W得：Q=-W=-24kJ即放出24kJ的热量．潜入海底的过程中空气不做功W=0根据热力学第一定律△U=Q+W可知：△U′=Q′=-5kJ所以空气的内能共减小5kJ．所以放出的总热量是 Q总=Q+Q′=-24kJ-5kJ=-29kJ即空气放出的总热量为29kJ．故答案为（1）B（2）5&nbsp&nbsp放出&nbsp&nbsp29
【考点】理想气体的状态方程；热力学第一定律．
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知识点讲解
经过分析，习题“（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气”主要考察你对
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热力学第一定律
热力学第一定律指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。
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＞＞＞空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对空气做了3×105J的功，同时空..
空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对空气做了3×105 J的功，同时空气向外界放出1×105 J的热量。请问该过程中空气的内能是如何变化的，变化了多少？
题型：计算题难度：中档来源：0120
解：由，得2×105J，内能增加
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据魔方格专家权威分析，试题“空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对空气做了3×105J的功，同时空..”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“档案”如下：
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热力学第一定律
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。
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与“空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对空气做了3×105J的功，同时空..”考查相似的试题有：
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单项选择题在多变指数n=0.4的多变过程中，空气吸收的热量有（）转化为对外作功量。
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第3章热力学合编.doc 15页
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第三章 热力学
3-1令金属棒的一端插人冰水混合的容器中，另一端与沸水接触，待一段时间后棒上各处温度不随时间变化，这时全属棒是否处于平衡态？为什么？
答: 不是平衡态。因平衡态是，在不受外界影响的条件下，一个系统的宏观性质不随时间改变的状态。因金属棒是在外界条件影响下达到平衡的，所以不是平衡态。
在热力学中为什么要引入准静态过程的概念？
答：在系统从一个平衡态过渡到另一个平衡态的过程中，如果任一个中间状态都可看作是平衡状态，这个过程就叫准静态过程。准静态过程是无限缓慢的过程。由于pV图上的任何一个点都代表了一个稳定的平衡态，因而pV图上任何一条光滑的曲线都代表了一个准静态过程。如果假定系统在状态变化过程中所经历的实际过程是准静态过程的话，那么这个过程就可以在pV图上画出来，从而使对状态变化的研究变得简单而直观了。因此，在热力学中引入准静态过程的方法实际上是一种将过程简化的理想化方法。
怎样区别内能与热量?下面哪种说法是正确的?
(1) 物体的温度越高，则热量越多；
(2) 物体的温度越高，则内能越大。
答：内能与热量是两个不同的概念。
内能是由热力学系统状态所决定的能量．从微观的角度看，内能是系统内粒子动能和势能的总和。关于内能的概念，应注意以下几点：
(a) 内能是态函数，是用宏观状态参量(比如p、T、V)描述的系统状态的单值函数，对于理想气体，系统的内能是温度T的单值函数；
(b) 内能的增量只与确定的系统状态变化相关，与状态变化所经历的过程无关；
(c) 系统的状态若经历一系列过程又回到原状态，则系统的内能不变；
(d) 通过对系统做功或者传热，可以改变系统的内能。
热量是由于系统之间存在温度差而传递的能量。从微观的角度看，传递热量是通过分子之间的相互作用完成的．对系统传热可改变系统的内能。关于热量，应注意以下几点：
(a) 热量是过程量，与功一样是改变系统内能的一个途径，对某确定的状态，系统有确定的内能，但无热量可言；
(b) 系统所获得或释放的热量，不仅与系统的初、末状态有关，也与经历的过程有关，过程不同，系统与外界传递热量的数值也不同；
(c) 在改变系统的内能方面，传递热量和做功是等效的，都可作为系统内能变化的量度。
所以，(1)是错误的。温度是状态量，是分子平均动能大小的标志。“温度高”表示物体处在一个分子热运动的平均效果比较剧烈的宏观状态，无热量可言。热量一定与过程相联系．(2)对理想气体是正确的。对一般热力学系统，内能是分子热运动的动能与势能之和，即内能并非只是温度的单值函数。
3-4 有人声称设计了一台循环热机，当燃料供给1.045×108J的热量时，机器对外作了30kW·h的功，并有3.135×107J的热量放出，这种机器可能吗？
解：设燃料供给热机的热量为Q1，热机放出的热量Q2，则可转化为功的热量为
而题中所设的功输出为
由于，根据热力学第一定律可知，此机器需消耗内能做功，而无穷尽地消耗内能循环做功是不可能的，所以这种机器不可能存在。
理想气体从状态a经直线过程a→b到达状态b，如本题图所示。如果，是否可以断定在a→b的过程中各微小过程的dE均为零？试分析之。
答：不可断定在a→b过程中各微小过程的dE均为零。因只能说明a、b两点的温度相同，而a→b是直线不是等温线(双曲线)，过程中dT不一定为零，dE也不一定为零，所以，不能断定在a→b过程中各微小过程的dE均为零。
3-6为什么气体热容的数值可以有无穷多个?在什么情况下，气体的摩尔热容为零?什么情况下，气体的摩尔热容为无穷大?
答：气体热容的物理意义是：气体在没有化学反应和相变的条件下，温度升高1 K所需吸收的热量。热量dQ是过程量，而气体在确定的两个平衡状态之间，可能经历的过程理论上可有无穷多个。因此，气体温度升高1 K所需吸收热量，即热容C的数值也可以有无穷多个。气体的摩尔热容指1 mol气体的热容。对绝热过程，因dQ=0，故气体的摩尔热容Cm=0；
对等温过程，因dT=0，故气体的摩尔热容Cm=∞。
如本题图所示，一定量的理想气体从状态“1”变化到状态“2”，一次经由过程A，另一次经由过程B。试问在过程A和过程B中吸收的热量QA与QB何者较大？
答： 因为1→A→2的内能改变等于1→B→2的内能改变，设它等于ΔE12，另外1→A→2做的功W大于1→B→2做的功，而ΔE12＝QA－W=QB－，所以QA＞QB。
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