2023年高考模擬理綜物理選編：熱力學(xué)定律（解析版）

第頁(yè)高考模擬系列熱力學(xué)定律一、單項(xiàng)選擇題〔5〕一定質(zhì)量的氣體，不計(jì)分子之間作用力，在壓縮過(guò)程中與外界沒(méi)有熱交換，那么()A.外界對(duì)氣體做功，溫度降低，內(nèi)能減小

B.外界對(duì)氣體做功，溫度升高，內(nèi)能增大

C.氣體對(duì)外界做功，溫度降低，內(nèi)能增大

D.氣體對(duì)外界做功，溫度升高，內(nèi)能減小·B·【分析】

忽略氣體分子之間的作用力，那么氣體分子間無(wú)勢(shì)能，該氣體是理想氣體，內(nèi)能等于分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能之和，根據(jù)熱力學(xué)第一定律判斷內(nèi)能的變化情況，從而分析溫度的變化。解決此題的關(guān)鍵是要正確判斷氣體做功的正負(fù)，要知道一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)。在運(yùn)用熱力學(xué)第一定律時(shí)要注意各個(gè)量的符號(hào)。

【解答】

AB、外界對(duì)氣體做功，W>0，氣體與外界沒(méi)有熱交換，Q=0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q+W知△U>0，即氣體的內(nèi)能增大，而一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)，所以氣體的溫度升高，故A錯(cuò)誤，B正確。

CD、氣體對(duì)外界做功，W<0，氣體與外界沒(méi)有熱交換，Q=0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q+W知△U<0，即氣體的內(nèi)能減小，溫度降低，故CD錯(cuò)誤。

應(yīng)選B。

關(guān)于能量轉(zhuǎn)化與守恒的理解，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.但凡能量守恒的過(guò)程就一定會(huì)發(fā)生

B.摩擦生熱的過(guò)程是不可逆過(guò)程

C.空調(diào)機(jī)既能致熱又能制冷，說(shuō)明熱傳遞不存在方向性

D.由于能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程符合能量守恒定律，所以不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)·B·解：A、各種物理過(guò)程能量是守恒的，但是自然界的宏觀過(guò)程具有方向性，故A錯(cuò)誤；

B、通過(guò)摩擦生熱，能量耗散了，即能量可以利用的品質(zhì)降低了，這是不可逆過(guò)程，故B正確；

C、空調(diào)機(jī)既能致熱又能制冷，但是要耗電，即熱傳遞有方向性，熱量只能自發(fā)地由高溫物體傳向低溫物體，故C錯(cuò)誤；

D、雖然總能量守恒，但隨著能量耗散，能量可以利用的品質(zhì)降低了，故D錯(cuò)誤；

應(yīng)選B．

熱力學(xué)第二定律反映了自然界的宏觀過(guò)程具有方向性，雖然總能量守恒，但能量可以利用的品質(zhì)降低了．

此題關(guān)鍵是根據(jù)熱力學(xué)第二定律進(jìn)行分析，即能量雖然守恒，但熱過(guò)程具有方向性，故熱機(jī)的效率一定小于百分之百．

以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是

()A.液體分子的無(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)

B.物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加

C.物體溫度升高，其中每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能均增大

D.氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對(duì)器壁的持續(xù)頻繁的撞擊·D·解：A、布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體當(dāng)中的固體顆粒的無(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)那么熱運(yùn)動(dòng)的反映，故A錯(cuò)誤；

B、由公式△U=W+Q知做功和熱傳遞都能改變物體內(nèi)能，物體從外界吸收熱量假設(shè)同時(shí)對(duì)外界做功，那么內(nèi)能不一定增加，故B錯(cuò)誤；

C、溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，是大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，物體溫度升高，不是每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能均增大。故C錯(cuò)誤；

D、氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對(duì)器壁的持續(xù)頻繁的撞擊，故D正確

應(yīng)選：D。

布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體當(dāng)中的固體顆粒的無(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)那么熱運(yùn)動(dòng)的反映，溫度越高，懸浮微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈；做功和熱傳遞都能改變物體內(nèi)能；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，是大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律；根據(jù)氣體壓強(qiáng)的意義分析氣體的壓強(qiáng)．

該題考查3-3的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，掌握布朗運(yùn)動(dòng)的概念和決定因素，知道熱力學(xué)第一定律的公式是處理這類問(wèn)題的金鑰匙．

關(guān)于熱現(xiàn)象，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變

B.物體溫度升高，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大

C.外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能一定增加

D.物體放出熱量，物體的內(nèi)能一定減小·B·解：A、物體的內(nèi)能與物體的體積、溫度、摩爾數(shù)等因素都有關(guān)，所以溫度不變，其內(nèi)能不一定不變。故A錯(cuò)誤；

B、溫度是分子熱平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體溫度降低，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小，相反，溫度升高，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大。故B正確；

C、做功與熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，假設(shè)外界對(duì)物體做功，同時(shí)物體放出熱量，那么物體的內(nèi)能不一定增加。故C錯(cuò)誤；

D、做功與熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，假設(shè)物體放出熱量，同時(shí)外界對(duì)物體做功，那么物體的內(nèi)能不一定減小，故D錯(cuò)誤；

應(yīng)選：B。

物體的內(nèi)能與物體的體積、溫度、摩爾數(shù)等因素都有關(guān)，溫度是分子熱平均動(dòng)能的標(biāo)志；做功與熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能。由此分析即可。

解決此題的關(guān)鍵是要掌握溫度的微觀意義，知道溫度是分子熱平均動(dòng)能的標(biāo)志。明確內(nèi)能與物體的體積、溫度、摩爾數(shù)等因素有關(guān)。

如下圖，一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)過(guò)圖線A→B→C→A的狀態(tài)變化過(guò)程，AB的延長(zhǎng)線過(guò)O點(diǎn)，CA與縱軸平行.由圖線可知()

A.A→B過(guò)程壓強(qiáng)不變，氣體對(duì)外做功

B.B→C過(guò)程壓強(qiáng)增大，外界對(duì)氣體做功

C.C→A過(guò)程壓強(qiáng)不變，氣體對(duì)外做功

D.C→A過(guò)程壓強(qiáng)減小，外界對(duì)氣體做功·B·【分析】

由圖示圖象判斷氣體的狀態(tài)變化過(guò)程，應(yīng)用氣態(tài)方程判斷氣體體積如何變化，然后應(yīng)用氣體的體積增大的過(guò)程中對(duì)外做功，體積減小的過(guò)程中外界對(duì)氣體做功。

此題考查氣體的狀態(tài)方程中對(duì)應(yīng)的圖象，要抓住在P-T圖象中等壓線為過(guò)原點(diǎn)的直線.解決此類題目得會(huì)從圖象中獲取有用信息，判斷出氣體情況，內(nèi)能變化情況，然后利用熱力學(xué)第一定律即可做出正確得分析。

【解答】

如圖做過(guò)C的等容線，那么體積相等的情況下，C的溫度高，所以C的壓強(qiáng)一定比AB兩點(diǎn)的壓強(qiáng)大。

A、由圖示可知，AB過(guò)程，氣體體積與熱力學(xué)溫度成正比，那么氣體發(fā)生等壓變化，氣體壓強(qiáng)不變，體積減小，外界對(duì)氣體做功，故A錯(cuò)誤；

B、如圖做過(guò)C的等容線，那么體積相等的情況下，C的溫度高，所以C的壓強(qiáng)一定比AB的壓強(qiáng)大，由圖可知體積減小，外界對(duì)氣體做功；故B正確；

C、D、C的壓強(qiáng)一定比AB兩點(diǎn)的壓強(qiáng)大，所以C→A過(guò)程壓強(qiáng)減??；由圖可知?dú)怏w的體積增大，氣體對(duì)外界做功.故CD錯(cuò)誤。

應(yīng)選B。

二、多項(xiàng)選擇題〔16〕以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能隨著溫度升高一定增大

B.第一類水動(dòng)機(jī)和第二類永動(dòng)機(jī)研制失敗的原因是違背了能量守恒定律

C.當(dāng)分子間距r>r0時(shí)，分子間的引力隨著分子間距的增大而增大，分子間的斥力隨著分子間距的增大而減小，所以分子力表現(xiàn)為引力

D.大霧天氣學(xué)生感覺(jué)到教室潮濕，說(shuō)明教室內(nèi)的相對(duì)濕度較大

·ADE·解：A、一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度越高，內(nèi)能越大，故A正確．

B、第一類水動(dòng)機(jī)研制失敗的原因是違背了能量守恒定律，而第二類永動(dòng)機(jī)研制失敗的原因并不是違背了能量守恒定律，而是違背了熱力學(xué)第二定律.故B錯(cuò)誤．

C、當(dāng)分子間距r>r0時(shí)，分子間的引力和斥力都隨著分子間距的增大而減小，而且斥力減小更快，所以分子力表現(xiàn)為引力.故C錯(cuò)誤．

D、相對(duì)濕度為某一被測(cè)蒸氣壓與相同溫度下的飽和蒸氣壓的比值的百分?jǐn)?shù)，大氣中相對(duì)濕度越大，水氣蒸發(fā)也就越慢，人就感受到越潮濕，故大霧天氣學(xué)生感覺(jué)到教室潮濕，說(shuō)明教室內(nèi)的相對(duì)濕度較大.故D正確．

E、一定質(zhì)量的單晶體在熔化過(guò)程中溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，所吸收的熱量全部用來(lái)增大分子勢(shì)能，故E正確．

應(yīng)選：ADE

一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān).第二類永動(dòng)機(jī)失敗的原因是違背了熱力學(xué)第二定律.根據(jù)分子斥力和引力都隨分子間距增大而減小，斥力減小更快，來(lái)分析分子力的性質(zhì).在一定氣溫條件下，大氣中相對(duì)濕度越大，水氣蒸發(fā)也就越慢，人就感受到越潮濕.單晶體在熔化過(guò)程溫度不變，根據(jù)能量守恒定律分析分子勢(shì)能的變化．

此題以下說(shuō)法中正確是()A.相對(duì)濕度是指大氣中水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)與同溫度下水蒸氣的飽和氣壓的比值

B.橡膠無(wú)固定熔點(diǎn)，是非晶體

C.知道氣體的體積和氣體分子的個(gè)數(shù)就可求出氣體分子的體積

D.熱機(jī)的效率總小于1

E.對(duì)于同一種氣體，溫度越高，所有分子的平均動(dòng)能都會(huì)越大·ABD·解：A、根據(jù)相對(duì)濕度的定義，相對(duì)濕度是指大氣中水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)與同溫度下水蒸氣的飽和氣壓的比值，故A正確；

B、橡膠是非晶體，無(wú)固定熔點(diǎn)，故B正確；

C、氣體分子之間的距離大于分子的大小，由氣體的體積和氣體分子的個(gè)數(shù)，不能估算出該種氣體分子的大小.故C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)熱力學(xué)第二定律不管通過(guò)什么方法，都不可以使熱機(jī)的效率到達(dá)1高考模擬系列%，故D正確；

E、溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，是大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)單個(gè)的分子沒(méi)有意義，對(duì)于同一種氣體，溫度升高，不是所有分子的平均動(dòng)能都會(huì)越大，故E錯(cuò)誤；

應(yīng)選：ABD

空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢；液體外表層分子間距離大于液體內(nèi)局部子間距離，故液體外表存在張力；由氣體的體積和氣體分子的個(gè)數(shù)，不能估算出該種氣體分子的大??；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志．

此題考查相對(duì)濕度、晶體與非晶體的區(qū)別、熱力學(xué)第二定律等熱學(xué)的知識(shí).以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.在完全失重的情況下，密閉容器內(nèi)的氣體的壓強(qiáng)不為零

B.無(wú)論技術(shù)怎樣改良，熱機(jī)的效率都不可能到達(dá)1高考模擬系列%

C.氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積的分子數(shù)和溫度有關(guān)

D.機(jī)械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

E.但凡不違背能量守恒定律的實(shí)驗(yàn)·ABC·解：A、氣體的壓強(qiáng)是由大量氣體分子頻繁撞擊器壁產(chǎn)生的，與是否失重?zé)o關(guān)；在完全失重的情況下，氣體分子運(yùn)動(dòng)不停止，對(duì)容器壁的壓強(qiáng)不為零；故A正確；

B、根據(jù)熱力學(xué)第二定律，無(wú)論技術(shù)怎樣改良，熱機(jī)的效率都不可能到達(dá)1高考模擬系列%.故B正確；

B、根據(jù)壓強(qiáng)的微觀意義可知，氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積的分子數(shù)和溫度有關(guān)；故C正確；

C、機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能在一定的條件下也可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.故D錯(cuò)誤．

D、根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，所有的和熱現(xiàn)象有關(guān)的過(guò)程都有一定的方向性，所以不違背能量守恒定律的實(shí)驗(yàn)設(shè)想，也不一定能實(shí)現(xiàn)的故E錯(cuò)誤．

應(yīng)選：ABC

根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀意義分析壓強(qiáng)；滿足能量守恒定律的宏觀過(guò)程不一定可以自發(fā)進(jìn)行；熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序程度的量度.不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響．

此題以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.液晶具有液體的流動(dòng)性，同時(shí)具有晶體的各向異性特征

B.常溫常壓下，一定質(zhì)量的氣體被絕熱壓縮后，每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都會(huì)增加

C.一質(zhì)量的氣體溫度不變時(shí)，體積減小，壓強(qiáng)增大，說(shuō)明每秒撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增多

D.用油膜法測(cè)出油分子的直徑后，只要再知道油的摩爾質(zhì)量，就能計(jì)算出阿伏伽德羅常數(shù)

E.空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比叫做空氣的相對(duì)濕度·ACE·解：A、液晶具有液體和晶體的共同特性，即液晶具有液體的流動(dòng)性，同時(shí)具有晶體的各向異性特性，故A正確．

B、一定質(zhì)量的氣體被絕熱壓縮后，內(nèi)能增大，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，但由于分子運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)那么，不是每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都會(huì)增加.故B錯(cuò)誤．

C、一質(zhì)量的氣體溫度不變時(shí)，體積減小，由pV=c，知壓強(qiáng)增大，溫度不變時(shí)分子的平均動(dòng)能不變，說(shuō)明每秒撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增多，故C正確．

D、用油膜法測(cè)出油分子的直徑后，只知道油的摩爾質(zhì)量，不能計(jì)算出每摩爾油分子的數(shù)目，即不能算出阿伏伽德羅常數(shù).故D錯(cuò)誤．

E、根據(jù)相對(duì)濕度的定義知，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比叫做空氣的相對(duì)濕度，故E正確．

應(yīng)選：ACE．

液晶具有液體和晶體的共同特性.分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)那么的.溫度是氣體分子平均動(dòng)能變化的標(biāo)志，氣體的壓強(qiáng)與分子的平均動(dòng)能和氣體分子數(shù)密度有關(guān).只要知道油的摩爾質(zhì)量和油分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出阿伏伽德羅常數(shù).空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比叫做空氣的相對(duì)濕度．

解決此題的關(guān)鍵要掌握熱力學(xué)的根底知識(shí)，知道溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，記住相對(duì)濕度的定義等知識(shí)．

三、填空題〔1〕快遞公司用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如下圖.假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界沒(méi)有熱交換，當(dāng)充氣袋四周被擠壓時(shí)，袋內(nèi)氣體壓強(qiáng)______(填“增大〞、“減少〞或“不變〞)，對(duì)外界______(填“做正功〞、“做負(fù)功〞或“不做功〞)．·增大；做負(fù)功·解：充氣袋四周被擠壓時(shí)，袋內(nèi)氣體體積減??；

氣體的體積減小，故外界對(duì)氣體做正功，由于與外界無(wú)熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，內(nèi)能增加；

內(nèi)能增加那么溫度增加，根據(jù)pVT=C，氣體的壓強(qiáng)一定增加；

外界對(duì)氣體做正功，故氣體對(duì)外界做負(fù)功；

故·為：增大、做負(fù)功

充氣袋四周被擠壓時(shí)，外界對(duì)氣體做功，無(wú)熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析內(nèi)能的變化．四、實(shí)驗(yàn)題探究題〔2〕給一定質(zhì)量的溫度為0℃的水加熱，在水的溫度由0℃上升到4℃的過(guò)程中，水的體積隨著溫度的升高反而減小，我們稱之為“反常膨脹〞。查閱資料知道：在水反常膨脹的過(guò)程中，體積減小是由于水分子之間的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，但所有水分子間的總勢(shì)能是增大的。由此可知，反常膨脹時(shí)，水分子的平均動(dòng)能______(選填“增大〞“減小〞或“不變〞)，吸收的熱量______(選填“大于〞“小于〞或“等于〞)所有水分子的總勢(shì)能增加量。·增加；大于·解：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大；分子的平均動(dòng)能增大，所有水分子間的總勢(shì)能增大，內(nèi)能是增大的；反常膨脹水對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，吸收的熱量大于所有水分子的總勢(shì)能增加量。

故·為：增大；大于。

溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大；在水反常膨脹的過(guò)程中，所有水分子間的總勢(shì)能是增大的，說(shuō)明了分子之間的相互作用力對(duì)分子做負(fù)功。

明確溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，注意是大量分子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律；分子之間的相互作用力對(duì)分子做負(fù)功，水分子間的總勢(shì)能增大；分子之間的相互作用力對(duì)分子做正功，水分子間的總勢(shì)能減小，與彈簧的彈性勢(shì)能與彈力做功的關(guān)系是相似的。

如下圖，某同學(xué)制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度計(jì)，一個(gè)容器連接橫截面積為S的足夠長(zhǎng)的直管，用一滴水銀封閉了一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度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。

①設(shè)上述氣體某過(guò)程從外界吸熱5.0J，內(nèi)能增加3.5J，那么氣體對(duì)外做功______J。

②假設(shè)環(huán)境溫度緩慢變化，求水銀滴相對(duì)O點(diǎn)移動(dòng)距離x隨封閉氣體熱力學(xué)溫度T的變化關(guān)系。·0.15·解：①由熱力學(xué)第一定律有：△U=Q+W

解得：W=△U-Q=3.5J-5.0J=-0.15J

即氣體對(duì)外做功：

②氣體做等壓變化，由蓋-呂薩克定律有V0T0=V0+xST

解得：x=V0TST0-V0S

答：①氣體對(duì)外做功0.15J；

②假設(shè)環(huán)境溫度緩慢變化，水銀滴相對(duì)O點(diǎn)移動(dòng)距離x隨封閉氣體熱力學(xué)溫度T的變化關(guān)系為x=五、計(jì)算題〔4〕如下圖，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過(guò)絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞因重力而產(chǎn)生的壓強(qiáng)為0.2p0，活塞的橫截面積為S，與容器底部相距h，此時(shí)活塞處于平衡狀態(tài)，氣體的溫度為T0現(xiàn)在活塞上放置一個(gè)質(zhì)量與活塞質(zhì)量相等的物塊，活塞下降了h10后到達(dá)穩(wěn)定，氣體的溫度為T1再通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)氣體吸收熱量Q時(shí)活塞緩慢向上移動(dòng)，恰好回到原來(lái)的位置并靜止，此時(shí)氣體的溫度為T2大氣壓強(qiáng)為P0，重力加速度為g，不計(jì)活塞與氣缸間的摩擦，不計(jì)理想氣體的重力勢(shì)能，求：

①T1與T0的比值和·解：(1)放上物塊后，由理想氣體狀態(tài)方程可知：

1.2P0VT0=1.4P0?910VT1

解得：T1T0=6360

當(dāng)加熱后回到原位置時(shí)，由查理定律可知：

1.2P0T0=1.4P0T2

·(1)利用理想氣體狀態(tài)方程即可求得溫度之比，注意找出初末狀態(tài)即可；

(2)在加熱過(guò)程中，氣體對(duì)外做功，由W=PS△h求的對(duì)外做功，由△U=Q+W求的內(nèi)能增加量

此題確做功與熱量的正負(fù)確實(shí)定是解題的關(guān)鍵；對(duì)氣體正確地進(jìn)行受力分析，求得兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)是解題的關(guān)鍵.屬于中檔題．

如下圖，一輕活塞將體積為V、溫度為2T0的理想氣體，密封在內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱氣缸內(nèi).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U=aT(a為正常數(shù)).在氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢降為T0的過(guò)程中，求：

①氣體內(nèi)能減少量△U；

②氣體放出的熱量·解：①由題意可知?dú)怏w內(nèi)能U與溫度的關(guān)系為U=aT，所以開始時(shí)氣體的內(nèi)能：U1=a?2T0

末狀態(tài)：U2=aT0；

內(nèi)能的減小：△U=U2-U1=aT0

②設(shè)溫度降低后的體積為V'，由查理定律那么：V2T0=V'T0

·(1)結(jié)合題目給出的條件即可求出氣體內(nèi)能減少量；

(2)找出初狀態(tài)和末狀態(tài)的物理量，由查理定律和蓋?呂薩克定律求體積，根據(jù)功的公式和內(nèi)能表達(dá)式求放出的熱量．

此題考查了理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用和熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，注意氣體的初末的狀態(tài)參量是解答的關(guān)鍵，難度適中．

如下圖，豎直放置U形玻璃管與容積為V0=15cm3的金屬球形容器連通，玻璃管左側(cè)橫截面積為右側(cè)橫截面積的4倍.右側(cè)玻璃管和球形容器中用水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體.開始時(shí)，U形玻璃管右側(cè)水銀面比左側(cè)水銀面高出h1=15cm，右側(cè)玻璃管內(nèi)水銀柱上方空氣柱長(zhǎng)h0=9cm.現(xiàn)緩慢向左管中參加水銀，使兩邊水銀柱到達(dá)同一高度，玻璃管和金屬球?qū)崃己?(大氣壓P0=75cmHg，U形玻璃管的右側(cè)橫截面積為S=1cm2·解：①氣體溫度不變，那么內(nèi)能不變；向左管中參加水銀時(shí)，外界對(duì)氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q+W可知，封閉氣體要放熱．

②初態(tài)：p1=p0-ph=(75-15)cmHg=6