解题思路:(1)做功与热传递是改变物体内能的两种方式;热力学第二定律:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响;不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响;不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零.
(2)①两活塞下方封闭的气体等压变化,利用盖吕萨克定律列式求解;
②分别以两部分封闭气体,利用玻意耳定律列式求解.
(1)A、做功与热传递是改变物体内能的两种方式,为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量,故A正确;
B、由热力学第一定律可知,物体内能的改变量等于外界对物体做的功与物体从外界吸收的热量之和,对某物体做功,如果物体同时放出热量,物体内能不一定增加,故B错误;
C、根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸收热量,使之完全变为功而不引起其他变化,但如果引起其它变化的话,可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,故C正确;
D、根据热力学第二定律,不可能使热量自发地从低温物体传向高温物体,在外界干扰下,热量可以从低温物体传到高温物体,如空调制热过程,故D错误;
E、根据热力学第二定律,功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程,故E正确;故选ACE.
(2)(i)与恒温热源接触后,在K未打开时,右活塞不动,两活塞下方的气体经历等压过程,
由盖吕•萨克定律得:
5
4V0
T0=
7
4V0
T…①
解得:T=[7/5]T0…②
(ii)由初始状态的力学平衡条件可知,左活塞的质量比右活塞的大.
打开K后,左活塞必须升至气缸顶才能满足力学平衡条件.
气缸顶部与外界接触,底部与恒温热源接触,两部分气体各自经历等温过程,
设在活塞上方气体压强为p,由玻意耳定律得:pV0=
P0
3•
V0
4…③
对下方气体由玻意耳定律得:(p+p0)(2V0-Vx)=p0•[7/4]V0…④
联立③④式得:6VX2-V0VX-V02=0,
解得:VX=[1/2]V0,VX=-[1/3]V0不合题意,舍去.
故答案为:(1)ACE;
(2)(1)恒温热源的温度为T0;
(2)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积为[1/2]V0.
点评:
本题考点: 理想气体的状态方程.
考点点评: (1)本题考查了热力学第一、第二定律,要熟悉热力学第二定律的各种表达形式,基础问题.
(2)本题涉及两部分气体状态变化问题,除了隔离研究两部分之外,关键是把握它们之间的联系,比如体积关系、温度关系及压强关系.