高中物理热力学第二定律综合题

如图10-4-1所示，一定质量理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J.当气体从状态B经过Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J.求此过程中气体是吸热还是放热，热量是多少.

图10-4-1

用火箭把质量m=1.0×10³ kg的卫星发射到接近地面的圆形轨道上绕地球运行.已知地球半径R=6.4×10⁶ m,火箭内所装燃料的热值q=6.4×10⁷ J/kg,地面附近的重力加速度g="9.8" m/s².若燃料完全燃烧产生的热量有1%转化为卫星运行时的动能，火箭内所装燃料的质量至少为多少？

如图所示，一个圆柱形气缸，中间有一隔板，板壁上有一孔，并有一闸门K，右侧有一不漏气的活塞P．开始时闸门K关闭，气缸左侧充有一些空气，活塞P位于气缸右侧，隔板与活塞P间为真空．打开闸门K，空气将充满气缸的左右两侧．再推动活塞P，直至紧挨隔板，关闭闸门K，然后再把活塞P拉至气缸右侧的初始位置，这样，气缸、活塞及缸内气体组成的系统又恢复到开始的状态．这与热力学第二定律是否矛盾？为什么？

 

一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1kW，制冷能力1.2×10⁴kJ/h，制热能力1.3×10⁴kJ/h。这样，该空调在制热时，每消耗1J电能，将放出3J多热量。是指标错误还是能量不守恒？

如图所示，水平放置的气缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0。开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0（p0为大气压强），温度为297K，现缓慢加热气缸内气体，直至399.3K。求：
（1）活塞刚离开B处时的温度TB；
（2）缸内气体最后的压强p；

（1）（本小题3分，在比例出的四个选项中，可能只有一个选项正确，也可能有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
以下说法中，正确的是                                                                            （   ）
A．当气体的温度升高时，所有气体分子的动能都增大
B．当两个分子间的距离从r₀增大时，分子斥力减小，分子引力增大
C．布朗运动是液体分子的无规则运动，它是永不停息的
D．分子直径在10^-8cm的数量级
（2）（本小题共3分，在给出的四个选项中，可能只有一个选项正确，也可能有多个选项正确，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
在以下说法中，正确的是
A．天然放射性现象说明原子有复杂结结构
B．现在的核电站是通过原子核裂变或轻核聚变不获取原子能的
C．a粒子对金箔的散射实验原子的核式结构模型提供了实验依据
D．太阳的巨大能量就是核聚变产生的，如
（3）（本小题共4分）
如图所示为一带活塞的气缸密封一定质量的理想气体，缸外恒温环境，气缸壁导热性能良好。现将活塞向外缓慢移动段距离，在此过程中缸内气体对外做功200J。请结合学过的物理知识判断气体的内能变化和热变换情况，并简要说明理由。

（1）（本小题共3分，在给出的四个选项中，可能只有一个选项正确，也可能有多个选项正确，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
在下列说法中，正确的是                                                                         （   ）
A．物体的的温度升高了l℃，用热力学温标表示就是升高了1K
B．“酒香不怕巷子深”是与分子热运动有关的现象
C．已知气体的摩尔质量、密度及阿伏加德罗常数．就可以估算出该气体分子的直径
D．用油膜法估测分于直径实验中．计算结果明显偏人，可能是由于油酸中含有人量的酒精
（2）（本小题共3分，在给山的四个选项中，可能只有一个选项正确，也可能有多个选项正确，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
关于热现象，下列说法中正确的是                                                           （   ）
A．热现象过程中不可避免地会出现能量耗散现象
B．凡是不违背能量守恒定律的实验构想，都是能够实现的
C．任何自然过程不一定总是沿着熵增加的方向进行
D．电冰箱即使在工作时，也不可能把箱内低温物体的热越传到箱外高温物体
（3）（本小题共4分）
如图所所示的圆柱形容器内用轻质活塞密封一定质量的理想气体。若活塞固定，密封气体温度升高1℃，需吸收的热量为Q₁；若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气体温度升高1℃，需吸收的热量为Q₂，问Q₁与Q₂哪个大？简要说明理由。