2023版高考物理一轮复习热学第3讲热力学定律与能量守恒创新练2含解析选修3-3.doc

热力学定律与能量守恒
3.(多项选择)气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置,其原理图如下图。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K,座舱A中充满空气,气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时,翻开阀门K,A中的气体进入B中,最终到达平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换,舱内气体可视为理想气体,以下说法正确的选项是 (　　)
A.气体并没有对外做功,气体内能不变
B.B中气体可自发地全部退回到A中
C.气体温度不变,体积增大,压强减小
D.气体体积膨胀,对外做功,内能减小
E.气体体积变大,气体分子单位时间对舱壁单位面积碰撞的次数将变少
【解析】选A、C、E。此题是气体绝热自由扩散,B为真空,气体不对外做功;根据热力学第一定律公式ΔU=W+Q分析内能的变化,进而判断出温度的变化,温度是分子热运动平均动能的标志,运用熵增加原理即可判断出B中气体是否可能自发地全部退回到A中。气体自由扩散,没有对外做功,又因为整个系统与外界没有热交换,根据ΔU=W+Q可知内能不变,故A正确,D错误;根据熵增加原理可知一切宏观热现象均具有方向性,故B中气体不可能自发地全部退回到A中,故B错误。因为内能不变,故温度不变,平均动能不变,因为气闸舱B内为真空,根据玻意耳定律pV=C,可知扩散后压强p减小,体积V增大,所以气体的密集程度减小,根据气体压强的微观意义可知气体分子单位时间对舱壁单位面积碰撞的次数将变少,故C、E正确;应选A、C、E。
【补偿训练】
　　(多项选择)(2023·张家界模拟)关于热现象,以下说法中正确的选项是 (　　)
A.对于一定质量的理想气体,当分子间的平均距离变大时,压强不一定变小
B.气体吸热后温度一定升高
C.气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关
D.质量和温度都相同的气体,内能一定相同
E.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
【解析】选A、C、E。气体压强取决于气体分子数密度和气体的温度,根据热力学定律分析气体温度、气体的内能、热传递的方向性等问题。气体压强取决于气体分子数密度和气体的温度,对于一定质量的理想气体,当分子间的平均距离变大时,气体体积变大,但气体的温度可能也变大,压强不一定变小,故A正确;根据热力学第一定律,气体吸热后如果对外做功,那么温度不一定升高,故B错误;气体温度升高过程吸收的热量要根据气体升温过程是否伴随做功来决定,所以气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关,故C正确;气体的内能由物质的量、温度决定,质量和温度都相同的气体,内能可能不同,故D错误;根据热力学第二定律可知,自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的,故E正确。应选A、C、E。