（江蘇專用）2020版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第十二章 熱學(xué) 第3講 熱力學(xué)定律與能量守恒定律講義（含解析）.docx

第3講熱力學(xué)定律與能量守恒定律一、熱力學(xué)第一定律1.改變物體內(nèi)能的兩種方式(1)做功；(2)熱傳遞.2.熱力學(xué)第一定律(1)內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和.(2)表達(dá)式：UQW.(3)UQW中正、負(fù)號法則：物理量意義符號WQU外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少自測1一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功7.0104J，氣體內(nèi)能減少1.3105J，則此過程()A.氣體從外界吸收熱量2.0105JB.氣體向外界放出熱量2.0105JC.氣體從外界吸收熱量6.0104JD.氣體向外界放出熱量6.0104J答案B二、能量守恒定律1.能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變.2.能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，某一種形式的能是否守恒是有條件的，第一類永動機(jī)是不可能制成的，它違背了能量守恒定律.自測2在一個(gè)密閉隔熱的房間里，有一電冰箱正在工作，如果打開電冰箱的門，過一段時(shí)間后房間的溫度會()A.降低B.不變C.升高D.無法判斷答案C命題點(diǎn)一理解熱量與內(nèi)能、溫度的區(qū)別溫度、內(nèi)能、熱量、功的比較含義特點(diǎn)溫度表示物體的冷熱程度，是物體分子平均動能大小的標(biāo)志，它是大量分子熱運(yùn)動激烈程度的宏觀表現(xiàn)，對單個(gè)分子來說，溫度沒有意義狀態(tài)量內(nèi)能(熱能)物體內(nèi)所有分子動能和分子勢能的總和，它是由大量分子的熱運(yùn)動和分子的相對位置所決定的能熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能的改變量，熱量用來量度熱傳遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少過程量功做功過程是機(jī)械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化過程例1(多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是()A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B.氣體溫度不變，整體運(yùn)動速度越大，其內(nèi)能越大C.氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)答案CD解析質(zhì)量和溫度都相同的氣體，雖然分子平均動能相同，但是不同的氣體，其摩爾質(zhì)量不同，即分子個(gè)數(shù)不同，所以分子總動能不一定相同，A錯(cuò)誤；宏觀運(yùn)動和微觀運(yùn)動沒有關(guān)系，所以宏觀運(yùn)動速度大，內(nèi)能不一定大，B錯(cuò)誤；根據(jù)C可知，如果等溫壓縮，則內(nèi)能不變，C正確；理想氣體的分子勢能為零，所以一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與分子平均動能有關(guān)，而分子平均動能和溫度有關(guān)，D正確.變式1關(guān)于熱量、功、內(nèi)能三個(gè)物理量，下列說法中正確的是()A.熱量、功、內(nèi)能的物理意義等同B.熱量、功都可以作為物體內(nèi)能的量度C.熱量、功、內(nèi)能的單位不相同D.熱量和功是由過程決定的，而內(nèi)能是由物體狀態(tài)決定的答案D命題點(diǎn)二對熱力學(xué)第一定律的理解1.改變內(nèi)能的兩種方式的比較方式名稱比較項(xiàng)目做功熱傳遞區(qū)別內(nèi)能變化情況外界對物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對外界做功，物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體放出熱量，內(nèi)能減少從運(yùn)動形式上看做功是宏觀的機(jī)械運(yùn)動向物體的微觀分子熱運(yùn)動的轉(zhuǎn)化熱傳遞則是通過分子之間的相互作用，使同一物體的不同部分或不同物體間的分子熱運(yùn)動發(fā)生變化，是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移從能量的角度看做功是其他形式的能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程不同物體間或同一物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移能的性質(zhì)變化情況能的性質(zhì)發(fā)生了變化能的性質(zhì)不變相互聯(lián)系做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的2.UQW的三種特殊情況過程名稱公式內(nèi)能變化物理意義絕熱Q0UW外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加等容W0QU物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加等溫U0WQ外界對物體做的功等于物體放出的熱量3.應(yīng)用熱力學(xué)第一定律的三點(diǎn)注意(1)做功看體積：體積增大，氣體對外做功，W為負(fù)；體積縮小，外界對氣體做功，W為正.氣體向真空中自由膨脹，對外界不做功，W0.(2)與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時(shí)Q0.(3)由于理想氣體沒有分子勢能，所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時(shí)，主要體現(xiàn)在分子動能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化.例2(2018江蘇單科12A(3)如圖1所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為2.0105Pa，經(jīng)歷ABCA的過程，整個(gè)過程中對外界放出61.4J熱量.求該氣體在AB過程中對外界所做的功.圖1答案138.6J解析整個(gè)過程中，外界對氣體做功WWABWCA，且WCApA(VCVA)由熱力學(xué)第一定律UQW，得WAB(QWCA)代入數(shù)據(jù)得WAB138.6J即氣體對外界做的功為138.6J.變式2(2018鹽城市三模)如圖2所示，在汽缸右側(cè)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相同.把汽缸和活塞固定，使汽缸內(nèi)氣體升高到一定的溫度，氣體吸收的熱量為Q1，氣體的內(nèi)能為U1.如果讓活塞可以自由滑動(活塞與汽缸間無摩擦、不漏氣)，也使汽缸內(nèi)氣體溫度升高相同溫度，其吸收的熱量為Q2，氣體的內(nèi)能為U2，則Q1Q2，U1U2.(均選填“大于”“等于”或“小于”)圖2答案小于等于變式3(2018江蘇百校12月大聯(lián)考)空氣能熱水器采用“逆卡諾”原理，即使在南極也有良好表現(xiàn)，高效節(jié)能.如圖3所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中AB和CD為等溫過程，BC和DA為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換).在完成一次循環(huán)的過程中氣體對外做功10J.若已知?dú)怏w在AB過程吸收熱量12J，則在CD過程放出多少熱量？圖3答案2J解析由熱力學(xué)第一定律有：UQW完成一次循環(huán)氣體內(nèi)能不變，即U0又W10J，故吸收的熱量QW10JAB過程吸收熱量12J，所以CD過程中放出熱量2J.命題點(diǎn)三熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用基本思路例3(2018南京市、鹽城市二模)如圖4所示，一圓柱形絕熱汽缸豎直固定放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與汽缸底部相距h，此時(shí)封閉氣體的溫度為T.現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)氣體吸收熱量Q時(shí)，氣體溫度上升到1.5T.已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不計(jì)活塞與汽缸的摩擦.求：圖4(1)加熱后活塞到汽缸底部的距離；(2)加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量.答案(1)1.5h(2)Q0.5h(p0Smg)解析(1)等壓過程由得h1.5h(2)氣體壓強(qiáng)pp0Wp(hh)S由熱力學(xué)第一定律UWQ聯(lián)立解得：UQ0.5h(p0Smg).變式4(2018蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))如圖5所示，輕質(zhì)活塞將體積為V0、溫度為3T0的理想氣體，密封在內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸內(nèi).已知大氣壓強(qiáng)為p0，大氣的溫度為T0，氣體內(nèi)能U與溫度的關(guān)系為UaT(a為常量).在汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢降為T0的過程中，求：圖5(1)氣體內(nèi)能的減少量；(2)氣體放出的熱量.答案(1)2aT0(2)p0V02aT0解析(1)UU1U2a3T0aT02aT0(2)氣體發(fā)生等壓變化，由蓋呂薩克定律得，解得V，該過程中外界對氣體做功Wp0Vp0V0由熱力學(xué)第一定律UWQ得，氣體放出熱量Qp0V02aT0.命題點(diǎn)四熱力學(xué)定律與圖象問題的綜合1.分析圖象得出氣體三個(gè)狀態(tài)參量(p，V，T)的變化.注意pV圖象里的等溫線，pT圖象里的等容線，VT圖象里的等壓線.2.一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能取決于溫度(T)，做功情況取決于氣體體積的變化，然后再由UQW確定熱量Q的正負(fù)，判斷吸熱或放熱.例4(2018常州市一模)一定質(zhì)量的理想氣體，其狀態(tài)變化的pV圖象如圖6所示.已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的溫度為260K，則氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度為K，從狀態(tài)A到狀態(tài)C氣體與外界交換的熱量為J.圖6答案780600解析由題可知，TA260K，VA1103m3，VB3103m3，由題圖可知，AB為等壓變化，由蓋呂薩克定律得：，代入數(shù)據(jù)解得：TB780K.氣體狀態(tài)參量：pA3105Pa，VA1103m3，pC1105Pa，VC3103m3，由理想氣體狀態(tài)方程得：，代入數(shù)據(jù)解得：TCTA260K.A、C兩個(gè)狀態(tài)的溫度相等，內(nèi)能相等，內(nèi)能變化量U0A到B過程氣體體積增大，氣體對外做功：WpV3105(31)103J600J，由熱力學(xué)第一定律UWQ得：QUW0(600) J600J0，氣體從外界吸收600J的熱量.變式5(2018蘇錫常鎮(zhèn)二模)如圖7為一定質(zhì)量的理想氣體的體積V隨熱力學(xué)溫度T的變化關(guān)系圖象.由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中氣體吸收熱量Q1220J，氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)為p01.0105Pa.求：圖7(1)氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度T2；(2)氣體由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體向外放出的熱量Q2.答案(1)600K(2)120J解析(1)根據(jù)，代入數(shù)據(jù)解得T2600K(2)A到B過程氣體從外界吸熱，對外界做功，內(nèi)能增加：UWQ1，Wp0V，C狀態(tài)與A狀態(tài)內(nèi)能相等，B到C為等容過程，對外界不做功：Q2U，代入數(shù)據(jù)解得Q2120J.1.下列說法正確的是()A.物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小B.物體對外做功，其內(nèi)能一定減小C.物體吸收熱量，同時(shí)對外做功，其內(nèi)能可能增加D.物體放出熱量，同時(shí)對外做功，其內(nèi)能可能不變答案C解析由熱力學(xué)第一定律UWQ可知，改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞.若物體放熱Q0，但做功W未知，所以內(nèi)能不一定減小，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；物體對外做功W0，但Q未知，所以內(nèi)能不一定減小，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；物體吸收熱量Q0，同時(shí)對外做功W0，WQ可正、可負(fù)、還可為0，所以內(nèi)能可能增加，故C選項(xiàng)正確；物體放出熱量Q0，同時(shí)對外做功W0，所以U0，即內(nèi)能一定減小，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.2.(2018阜寧中學(xué)調(diào)研)對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是()A.保持氣體的壓強(qiáng)不變，改變其體積，可以實(shí)現(xiàn)其內(nèi)能不變B.保持氣體的壓強(qiáng)不變，改變其溫度，可以實(shí)現(xiàn)其內(nèi)能不變C.若氣體的溫度逐漸升高，則其壓強(qiáng)可以保持不變D.當(dāng)氣體體積逐漸增大時(shí)，氣體的內(nèi)能一定減小答案C解析一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)系，溫度變化則其內(nèi)能一定變化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；保持氣體的壓強(qiáng)不變，改變其體積，則其溫度一定改變，故內(nèi)能變化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體溫度升高的同時(shí)，若其體積也逐漸變大，由理想氣體狀態(tài)方程C可知，其壓強(qiáng)可以不變，C項(xiàng)正確；當(dāng)氣體做等溫膨脹時(shí)，其內(nèi)能不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤.3.(2018江蘇省高考壓軸沖刺卷)如圖8所示，導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸內(nèi)部存有一定質(zhì)量的理想氣體，缸外環(huán)境保持恒溫.現(xiàn)用外力F拉桿，使活塞緩慢向右移動，此過程中缸內(nèi)氣體質(zhì)量保持不變，下列說法正確的是()圖8A.缸內(nèi)氣體的體積增大，內(nèi)能增加B.缸內(nèi)氣體等溫膨脹，對外做功C.單位時(shí)間內(nèi)缸內(nèi)氣體分子對活塞的碰撞次數(shù)增多D.缸內(nèi)氣體的體積增大，內(nèi)能減小答案B解析汽缸導(dǎo)熱性能良好，缸內(nèi)氣體溫度不變，活塞向右運(yùn)動，體積增大，對外做功，B正確；一定質(zhì)量的理想氣體，溫度不變，則內(nèi)能不變，A、D錯(cuò)誤；由理想氣體狀態(tài)方程可知，體積增大，則壓強(qiáng)減小，所以單位時(shí)間內(nèi)缸內(nèi)氣體分子對活塞碰撞的次數(shù)減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.4.(2018南師附中5月模擬)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖9所示.a、b和c三個(gè)狀態(tài)中分子平均動能最小的是(選填“a”“b”或“c”)，氣體在過程ab中吸收的熱量(選填“大于”“等于”或“小于”)過程ca中放出的熱量.圖9答案a小于解析由題圖可知，a狀態(tài)溫度最低，分子平均動能最小，一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能取決于溫度，氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能小于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能；ab為等容過程，溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加U1>0，氣體不做功W0，據(jù)WQU，氣體從外界吸收的熱量等于內(nèi)能的增加量，即Q1U1；ca為等壓過程，溫度下降，體積減小，內(nèi)能減少U2<0，外界對氣體做功，W>0，據(jù)WQU，得Q2|U2|W，由于ab過程中溫度變化量和ca過程中溫度變化量相等，所以內(nèi)能變化量的絕對值相等，即U1|U2|，故Q1<Q2.5.(2018南京市三模)一定質(zhì)量的理想氣體變化情況如圖10所示.已知在狀態(tài)B時(shí)，氣體溫度TB300K.圖10(1)求氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度；(2)氣體由狀態(tài)DB的過程中放出熱量為4.5102J，則此過程中氣體內(nèi)能增量為多少？答案(1)600K(2)150J解析(1)由題圖可知pA2105Pa，pB1105PaA到B氣體做等容變化，有代入數(shù)據(jù)解得TA600K(2)由D到B過程中外界對氣體做功為WpBV11053103J300J由熱力學(xué)第一定律得，氣體內(nèi)能增量為UWQ300J4.5102J150J1.(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A.氣體吸熱后溫度一定升高B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能C.理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡答案BD2.某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的，且車胎體積增大.若這段時(shí)間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么()A.外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小B.外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大C.胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能減小D.胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能增大答案D解析車胎體積增大，故胎內(nèi)氣體對外界做功，胎內(nèi)氣體溫度升高，故胎內(nèi)氣體內(nèi)能增大，D項(xiàng)正確.3.(多選)下列說法中正確的是()A.物體速度增大，則分子動能增大，內(nèi)能也增大B.一定質(zhì)量氣體的體積增大，但既不吸熱也不放熱，內(nèi)能減小C.相同質(zhì)量的兩種物體，升高相同的溫度，內(nèi)能的增量一定相同D.物體的內(nèi)能與物體的溫度和體積都有關(guān)系答案BD解析物體速度增大，不會改變物體分子的動能，故A錯(cuò)誤；體積增大時(shí)，氣體對外做功，不吸熱也不放熱時(shí)，內(nèi)能減小，故B正確；質(zhì)量相同，但物體的物質(zhì)的量不同，故升高相同的溫度時(shí)，內(nèi)能的增量不一定相同，故C錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與物體的溫度和體積都有關(guān)系，故D正確.4.(多選)(2018東臺創(chuàng)新學(xué)校月考)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，氣體的壓強(qiáng)隨熱力學(xué)溫度的變化如圖1所示，則此過程()圖1A.氣體的密度增大B.外界對氣體做功C.氣體從外界吸收了熱量D.氣體分子的平均動能增大答案AB解析由題圖可知，在從A到B的過程中，氣體溫度不變，壓強(qiáng)變大，由玻意耳定律可知，氣體體積變小，VBVA.氣體質(zhì)量不變，體積變小，由密度公式可知?dú)怏w密度變大，故A正確；氣體體積變小，外界對氣體做功，故B正確；氣體溫度不變，內(nèi)能不變，U0，外界對氣體做功，W0，由熱力學(xué)第一定律UQW可知：Q0，氣體要放出熱量，故C錯(cuò)誤；氣體溫度不變，分子平均動能不變，故D錯(cuò)誤.5.(2018金陵中學(xué)等三校四模)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過程如圖2所示，MN為一條直線，則氣體從狀態(tài)M到狀態(tài)N的過程中，氣體內(nèi)能(選填“先增大后減小”“先減小后增大”或“始終保持不變”)，氣體吸收的熱量氣體對外所做功(選填“大于”“等于”或“小于”).圖2答案先增大后減小等于解析pVCT，C不變，pV越大，T越高.狀態(tài)在(2,2)處溫度最高.在M和N狀態(tài)，pV乘積相等，所以溫度先升高，后又減小到初始溫度；氣體的內(nèi)能先增加某一值，再減少同樣的值，故氣體內(nèi)能先增大后減小.氣體膨脹就會推動活塞對外界做功，整個(gè)過程中氣體初、末溫度相等，所以整個(gè)過程內(nèi)能變化為0.根據(jù)熱力學(xué)第一定律UWQ，由于U0，故氣體吸收的熱量等于氣體對外所做的功.6.(2018泰州中學(xué)四模)一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)p與攝氏溫度t的關(guān)系如圖3所示，氣體從狀態(tài)A變到狀態(tài)B，則氣體在狀態(tài)A的體積(選填“>”“”或“<”)在狀態(tài)B的體積；此過程中，氣體做功的絕對值為W，內(nèi)能變化量的絕對值為U，則氣體與外界之間傳遞的熱量為.圖3答案<WU解析將A、B兩點(diǎn)與絕對零度連線，分析其斜率變化，判斷體積變化，斜率越大，體積越小.B與絕對零度273連線的斜率小于A與絕對零度273連線的斜率，則B狀態(tài)氣體的體積大于A狀態(tài)氣體的體積，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得QWU.7.(2018南京市、鹽城市一模)如圖4所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)等壓變化到狀態(tài)B，氣體吸收熱量為Q1；再由B狀態(tài)經(jīng)等容變化到狀態(tài)C，氣體放出熱量為Q2.狀態(tài)A：VA0.2m3，TA200K；狀態(tài)B：VBm3，TB400K；狀態(tài)C：TC200K，則Q1Q2 (選填“>”、“”或“<”).圖4答案0.4>解析設(shè)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積為VB，由蓋呂薩克定律得，代入數(shù)據(jù)解得VB0.4m3；因?yàn)門ATC，故AB增加的內(nèi)能與BC減小的內(nèi)能相同，而AB過程氣體對外做正功，BC過程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知Q1大于Q2.8.(2019新海中學(xué)月考)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)M可以經(jīng)歷過程1或者過程2到達(dá)狀態(tài)N，其pV圖象如圖5所示.在過程1中，氣體始終與外界無熱量交換；在過程2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化.則在過程1中氣體的溫度(填“升高”“降低”或“不變”)；氣體經(jīng)歷過程1對外做的功(填“大于”“小于”或“等于”)氣體經(jīng)歷過程2對外做功.圖5答案降低大于解析氣體經(jīng)過過程1，壓強(qiáng)減小，體積變大，對外做功，內(nèi)能減少，溫度降低，根據(jù)pV圖象與V軸所圍面積表示氣體做功可知：氣體經(jīng)過過程1對外做功為S1在過程2中氣體經(jīng)過過程2對外做功為S2從圖象上可以看出氣體經(jīng)歷過程1對外做功大于氣體經(jīng)歷過程2對外做功.9.(2018南通市等六市一調(diào))如圖6所示，某同學(xué)制作了一個(gè)簡易的氣溫計(jì)，一導(dǎo)熱容器連接橫截面積為S的長直管，用一滴水銀封閉了一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度為T0時(shí)水銀滴停在O點(diǎn)，封閉氣體的體積為V0.大氣壓強(qiáng)不變，不計(jì)水銀與管壁間的摩擦.圖6(1)若封閉氣體某過程從外界吸收0.50J的熱量，內(nèi)能增加0.35J，求氣體對外界做的功.(2)若環(huán)境溫度緩慢升高，求水銀滴在直管內(nèi)相對O點(diǎn)移動的距離x隨封閉氣體熱力學(xué)溫度T的變化關(guān)系.答案(1)0.15J(2)x解析(1)由熱力學(xué)第一定律有UQW代入數(shù)據(jù)得：W0.15 J所以氣體對外界做的功為0.15 J(2)氣體做等壓變化，由蓋呂薩克定律有：解得：x10.(2018鹽城中學(xué)最后一卷)某同學(xué)估測室溫的裝置如圖7所示，汽缸導(dǎo)熱性能良好，用絕熱的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，室溫時(shí)氣體的體積為V166mL，將汽缸豎直放置于冰水混合物中，穩(wěn)定后封閉氣體的體積V260mL，不計(jì)活塞重力及活塞與缸壁間的摩擦，室內(nèi)大氣壓強(qiáng)p01.0105Pa.求：圖7(1)室溫；(2)上述過程中，外界對氣體做的功.答案(1)27.3(2)0.60J解析(1)對活塞研究，因不計(jì)活塞重力、活塞與缸壁間的摩擦，活塞只受外部氣體對其向下的壓力和內(nèi)部氣體對其向上的托力，兩力平衡，所以汽缸內(nèi)的氣體為等壓變化，設(shè)室溫為T1，則，代入數(shù)據(jù)解得：T1300.3K27.3.(2)因壓強(qiáng)恒定，所以外界對氣體做功為Wp0Vp0(V1V2)，代入數(shù)據(jù)解得：W0.60J.11.(2018如皋市模擬四)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖8所示的ABCDA循環(huán)，p1、p2、V1、V2均為已知量.已知A狀態(tài)的溫度為T0，求：圖8(1)C狀態(tài)的溫度T；(2)完成一個(gè)循環(huán)，氣體與外界熱交換的熱量Q.答案(1)T0(2)(p2p1)(V2V1) 解析(1)設(shè)狀態(tài)D的溫度為TDC到D等容變化，由查理定律知D到A等壓變化，由蓋呂薩克定律知解得TT0(2)WBCp2(V2V1)WDAp1(V2V1)全過程有WWBCWDA(p1p2)(V2V1)由熱力學(xué)第一定律UQW0解得Q(p2p1)(V2V1)>0，氣體吸熱.