热学——热力学定律、气体实验定律(学案)-2023年新高考物理二轮复习专题讲义

B．气体分子势能减少，内能增加

C．体积变大，温度降低

D．B中气体不可能自发地全部退回到A中 关键信息：气闸舱B内为真空 → A中的气体进入B中时，无阻碍自由膨胀（W＝0） 整个系统与外界没有热交换 → 系统热量Q保持不变 解题思路： A、当阀门K被打开时，A中的气体进入B中，由于B中为真空，所以A中的气体不会做功，故A错误； BC、系统对外不做功，同时与外界无热交换，根据热力学第一定律可知，ΔU＝Q＋W，则气体内能不变，气体膨胀，但无法确定分子势能的变化，所以也无法确定分子动能的变化，故BC错误； D、由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界作用时，B中气体不能自发地全部退回到A中，故D正确。 故选：D。 （智学精选）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图所示，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（ ） A．A端为热端，B端为冷端 B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的 C．A端流出的气体内能一定大于B端流出的 D．该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 A．依题意，中心部位为热运动速率较低的气体，与挡板相作用后反弹，从A端流出，而边缘部份是热运动速率较高的气体从B端流出；同种气体分子平均热运动速率较大、其对应的温度也就较高，所以A端为冷端、B端为热端，故A错误。 B．依题意，A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以从A端流出的气体分子热运动平均速率小于从B端流出的，故B正确。

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