2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)第十三章熱學(xué)第2講固體、液體、氣體的性質(zhì)熱力學(xué)定律教學(xué)案（含解析）

PAGEPAGE1第2講固體、液體、氣體的性質(zhì)熱力學(xué)定律教材知識(shí)梳理一、固體和液體1．固體可以分為晶體和________兩種，晶體又分為單晶體和________．2．晶體的微觀結(jié)構(gòu)：晶體的形狀和物理性質(zhì)與非晶體不同，晶體中原子(或分子、離子)按照一定的規(guī)那么排列，具有空間上的________性．3．液體的外表張力：液體的外表張力使液面具有________的趨勢(shì)，外表張力跟液面相切，跟這局部液面的分界線垂直．4．液晶：具有液體的________性，具有晶體的光學(xué)各向________性．二、氣體1．氣體的狀態(tài)參量(1)壓強(qiáng)：氣體壓強(qiáng)是大量分子對(duì)器壁撞擊的宏觀表現(xiàn)，其決定因素有________和單位體積內(nèi)的________數(shù)．(2)體積：氣體分子所能到達(dá)空間的體積，即氣體所充滿的容器的容積．(3)溫度：宏觀上溫度表示物體的冷熱程度，微觀上溫度是________的標(biāo)志，熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系為T＝t＋________K.2．氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)氣體分子之間的距離大約是分子直徑的________倍，氣體分子之間的相互作用力十分微弱，可忽略不計(jì)．(2)大量分子的熱運(yùn)動(dòng)速率分布表現(xiàn)為“________________〞的統(tǒng)計(jì)規(guī)律．(3)溫度一定時(shí)，某種氣體分子速率分布是確定的，平均速率是確定的．溫度升高時(shí)，氣體分子的________增大，但并非每個(gè)分子的速率都增大．3．氣體實(shí)驗(yàn)定律定律工程玻意耳定律查理定律蓋—呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成________比一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成________比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積與熱力學(xué)溫度成________比表達(dá)式________________________圖像4.理想氣體狀態(tài)方程(1)理想氣體：把在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從________________的氣體稱為理想氣體．在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低時(shí)，實(shí)際氣體可以看作理想氣體．理想氣體的分子間除碰撞外不考慮其他作用，一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能僅由________決定．(2)理想氣體狀態(tài)方程：________________(質(zhì)量一定的理想氣體)．三、熱力學(xué)定律1．熱力學(xué)第一定律：一般情況下，如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞的過程，那么外界對(duì)物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體________的增加．表達(dá)式為ΔU＝________．2．熱力學(xué)第二定律(1)內(nèi)容：不可能使熱量由________溫物體傳遞到________溫物體，而不引起其他變化；不可能從________熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)對(duì)外________，而不引起其他變化．(2)微觀意義：一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性________的方向進(jìn)行．3．熱力學(xué)第三定律：熱力學(xué)零度不可能到達(dá)．四、物體的內(nèi)能1．能量守恒定律：能量既不會(huì)________，也不會(huì)________，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從________轉(zhuǎn)移到________，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量________．2．永動(dòng)機(jī)：第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的，因?yàn)樗`反了________________；第二類永動(dòng)機(jī)也是不可能制成的，因?yàn)樗`反了________________．答案：一、1.非晶體多晶體2．周期3.收縮4.流動(dòng)異二、1.(1)氣體分子的平均動(dòng)能分子(3)分子平均動(dòng)能273.152．(1)10(2)中間多、兩頭少(3)平均速率3．反正正p1V1＝p2V2eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)4．(1)氣體實(shí)驗(yàn)定律溫度(2)eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)三、1.內(nèi)能W＋Q2.(1)低高單一做功(2)增大四、1.憑空產(chǎn)生憑空消失一個(gè)物體別的物體保持不變2．能量守恒定律熱力學(xué)第二定律【思維辨析】(1)大塊塑料粉碎成形狀相同的顆粒，每個(gè)顆粒即為一個(gè)單晶體．()(2)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的．()(3)晶體有天然規(guī)那么的幾何形狀，是因?yàn)槲镔|(zhì)微粒是規(guī)那么排列的．()(4)液晶是液體和晶體的混合物．()(5)水蒸氣到達(dá)飽和時(shí)，水蒸氣的壓強(qiáng)不再變化，這時(shí)水不再蒸發(fā)和凝結(jié)．()(6)壓強(qiáng)極大的氣體不遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律．()(7)做功和熱傳遞的實(shí)質(zhì)是相同的．()(8)絕熱過程中，外界壓縮氣體做功20J，氣體的內(nèi)能一定減少．()(9)物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變．()(10)在給自行車打氣時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)打氣筒的溫度升高，這是因?yàn)橥饨鐚?duì)氣體做功．()(11)自由擺動(dòng)的秋千擺動(dòng)幅度越來(lái)越小，能量正在消失．()(12)熱機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能可以全部變?yōu)闄C(jī)械能而不引起其他變化．()答案：(1)(×)(2)(×)(3)(√)(4)(×)(5)(×)(6)(√)(7)(×)(8)(×)(9)(√)(10)(√)(11)(×)(12)(×)【思維拓展】試推導(dǎo)理想氣體壓強(qiáng)公式，并說(shuō)明影響氣體壓強(qiáng)的因素．假設(shè)有一個(gè)容積為V的容器，容器內(nèi)所裝氣體分子的總數(shù)為N，容器內(nèi)單位體積內(nèi)分子數(shù)為n，其中n＝eq\f(N,V)，每個(gè)氣體分子質(zhì)量為m，我們?cè)谶@個(gè)容器的內(nèi)壁附近作一個(gè)小的正立方體，見以下圖．小立方體與容器內(nèi)壁相接觸的底面積為S，令小立方體的邊長(zhǎng)為l＝vΔt，其中v為氣體分子平均速率，Δt是我們所取的一小段考查的時(shí)間間隔．小立方體內(nèi)氣體分子的總數(shù)為N′，N′＝nSl＝nSvΔt，在Δt內(nèi)，這個(gè)小立方體內(nèi)的氣體分子有六分之一都將與接觸面S發(fā)生碰撞．圖13-33-1答案：設(shè)容器壁上考查面S對(duì)這些氣體分子的作用力大小為F，對(duì)這個(gè)小立方體中在Δt的時(shí)間內(nèi)與考查面S發(fā)生碰撞的氣體分子應(yīng)用動(dòng)量定理得：FΔt＝eq\f(1,6)N′·2mv，其中2mv為每個(gè)氣體分子與容器壁碰撞后動(dòng)量變化的大?。畬毫′＝F＝pS和N′＝nSvΔt代入上式得pSΔt＝eq\f(1,6)nSvΔt·2mv消去左右兩邊的相同項(xiàng)SΔt，得壓強(qiáng)p＝eq\f(1,3)nmv2因?yàn)闅怏w分子平均動(dòng)能為Ek＝eq\f(1,2)mv2所以容器壁上碰撞處的壓強(qiáng)為p＝eq\f(2,3)n·eq\f(1,2)mv2＝eq\f(2,3)nEk從推導(dǎo)可知，在常溫常壓下，容器內(nèi)質(zhì)量一定的氣體，微觀方面壓強(qiáng)的大小與兩個(gè)因素有關(guān)，一個(gè)是容器內(nèi)單位體積內(nèi)的分子數(shù)n，另一個(gè)是分子平均動(dòng)能Ek.而宏觀方面容器內(nèi)單位體積內(nèi)的分子數(shù)n對(duì)應(yīng)氣體密度，分子平均動(dòng)能eq\o(E,\s\up6(－))k對(duì)應(yīng)氣體溫度，所以，宏觀方面氣體壓強(qiáng)與氣體密度和溫度有關(guān)．考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)一固體和液體的性質(zhì)考向一固體的性質(zhì)1(多項(xiàng)選擇)[2022·全國(guó)卷Ⅰ]以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．在適宜的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫wE．在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變答案：BCD[解析]晶體被敲碎后，構(gòu)成晶體的分子或原子的空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，仍然是晶體，A錯(cuò)誤；有些晶體在光學(xué)性質(zhì)方面是各向異性的，B正確；同種元素構(gòu)成的不同晶體互為該元素的同素異形體，C正確；如果外界條件改變了物質(zhì)分子或原子的排布情況，晶體和非晶體之間可以互相轉(zhuǎn)化，D正確；晶體熔化過程中，分子勢(shì)能發(fā)生變化，內(nèi)能發(fā)生了變化，E錯(cuò)誤．■規(guī)律總結(jié)(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性．(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體．(3)只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體．(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化．考向二液體的性質(zhì)2(多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面．這是由于水外表存在外表張力的緣故B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，這是因?yàn)橛椭顾耐獗韽埩υ龃驝．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是外表張力作用的結(jié)果D．在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān)E．當(dāng)兩薄玻璃板間夾有一層水膜時(shí)，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這是由于水膜具有外表張力的緣故答案：ACD[解析]水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，這是不浸潤(rùn)的結(jié)果，而干凈的玻璃板上不能形成水珠，這是浸潤(rùn)的結(jié)果，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．玻璃板很難被拉開是由于分子引力的作用，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．■規(guī)律總結(jié)(1)形成原因：外表層中分子間的距離比液體內(nèi)局部子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力．(2)外表張力的方向：和液面相切，垂直于這局部液面的分界線．(3)外表張力的效果：外表張力使液體外表具有收縮趨勢(shì)，使液體外表積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的外表積最小．考向三飽和汽和濕度的理解3(多項(xiàng)選擇)關(guān)于飽和汽壓和相對(duì)濕度，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．溫度相同的不同飽和汽的飽和汽壓都相同B．溫度升高時(shí)，飽和汽壓增大C．在相對(duì)濕度相同的情況下，夏天比冬天的絕對(duì)濕度大D．飽和汽壓和相對(duì)濕度都與體積無(wú)關(guān)E．水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)越大，人感覺越潮濕答案：BCD[解析]在一定溫度下，飽和汽壓是一定的，飽和汽壓隨溫度的升高而增大，飽和汽壓與液體的種類有關(guān)，與體積無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)，稱為空氣的絕對(duì)濕度，相對(duì)濕度＝eq\f(水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng),同溫度下水的飽和汽壓)，夏天的飽和汽壓大，在相對(duì)濕度相同時(shí)，夏天的絕對(duì)濕度大，C、D正確；空氣潮濕程度是相對(duì)濕度，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．■規(guī)律總結(jié)(1)飽和汽壓跟液體的種類有關(guān)，在相同的溫度下，不同液體的飽和汽壓一般是不同的．(2)飽和汽壓跟溫度有關(guān)，飽和汽壓隨溫度的升高而增大．(3)飽和汽壓跟體積無(wú)關(guān)，在溫度不變的情況下，飽和汽壓不隨體積而變化．考點(diǎn)二氣體實(shí)驗(yàn)定律和氣體壓強(qiáng)的微觀解釋利用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決問題的根本思路考向一活塞封閉氣體問題4[2022·全國(guó)卷Ⅰ]如圖13-33-2所示，一固定的豎直氣缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞．大活塞的質(zhì)量為m1＝2.50kg，橫截面積為S1＝80.0cm2，小活塞的質(zhì)量為m2＝1.50kg，橫截面積為S2＝40.0cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l＝40.0cm，氣缸外大氣的壓強(qiáng)為p＝1.00×105Pa，溫度為T＝303K．初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距eq\f(l,2)，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1＝495K．現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移．忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，重力加速度大小g取10m/s2.求：(1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；(2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣處于熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)．圖13-33-2[解析](1)設(shè)初始時(shí)氣體體積為V1，在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的體積為V2，溫度為T2.由題給條件得V1＝S2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(l－\f(l,2)))＋S1eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(l,2)))①V2＝S2l在活塞緩慢下移的過程中，用p表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，由力的平衡條件得S1(p1－p)＝m1g＋m2g＋S2(p1－故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變．由蓋—呂薩克定律得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)④聯(lián)立①②④式并代入題給數(shù)據(jù)得T2＝330K⑤(2)在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1.在此后與氣缸外大氣到達(dá)熱平衡的過程中，被封閉氣體的體積不變．設(shè)到達(dá)熱平衡時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)為p′，由查理定律，有eq\f(p′,T)＝eq\f(p1,T2)⑥聯(lián)立③⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)得p′＝1.01×105Pa⑦考向二水銀封閉氣體問題5[2022·全國(guó)卷Ⅲ]一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞．初始時(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖13-33-3所示．用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時(shí)為止．求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離．玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動(dòng)的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)p0＝75.0cmHg.環(huán)境溫度不變．圖13-33-3[解析]設(shè)初始時(shí)，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，長(zhǎng)度為l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2＝p0，長(zhǎng)度為l2.活塞被下推h后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p′1，長(zhǎng)度為l′1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p′2，長(zhǎng)度為l′2.以cmHg為壓強(qiáng)單位．由題給條件得p1＝p0＋(20.0－5.00)cmHg①l′1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(20.0－\f(20.0－5.00,2)))cm②由玻意耳定律得p1l1＝p′1l′聯(lián)立①②③式和題給條件得p′1＝144cmHg④依題意p′2＝p′1⑤l′2＝4.00cm＋eq\f(20.0－5.00,2)cm－h(huán)⑥由玻意耳定律得p2l2＝p′2l′聯(lián)立④⑤⑥⑦式和題給條件得h＝9.42cm考向三水中封閉氣體6[2022·全國(guó)卷Ⅰ]在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡外表外側(cè)水的壓強(qiáng)，兩壓強(qiáng)差Δp與氣泡半徑r之間的關(guān)系為Δp＝eq\f(2σ,r)，其中σ＝0.070N/m.現(xiàn)讓水下10m處一半徑為0.50cm的氣泡緩慢上升，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度大小g取10m/s2.(1)求在水下10m(2)忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時(shí)，求氣泡的半徑與其原來(lái)半徑之比的近似值．[解析](1)當(dāng)氣泡在水下h＝10m處時(shí)，設(shè)其半徑為r1，氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差為Δp1Δp1＝eq\f(2σ,r1)①代入題給數(shù)據(jù)得Δp1＝28Pa②(2)設(shè)氣泡在水下10m處時(shí)，氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p1，氣泡體積為V1；氣泡到達(dá)水面附近時(shí)，氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p2，內(nèi)外壓強(qiáng)差為Δp2，其體積為V2，半徑為r2氣泡上升過程中溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有p1V1＝p2V2③由力學(xué)平衡條件有p1＝p0＋ρgh＋Δp1④p2＝p0＋Δp2⑤氣泡體積V1和V2分別為V1＝eq\f(4,3)πreq\o\al(3,1)⑥V2＝eq\f(4,3)πreq\o\al(3,2)⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r1,r2)))eq\s\up12(3)＝eq\f(p0＋Δp2,ρgh＋p0＋Δp1)⑧由②式知，Δp1?p0，i＝1，2，故可略去⑧式中的Δp1項(xiàng)，代入題給數(shù)據(jù)得eq\f(r2,r1)＝eq\r(3,2)≈1.3⑨考點(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律的圖像問題1.利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析同質(zhì)量．不同溫度的兩條等溫線，不同體積的兩條等容線，不同壓強(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系．例如：在圖13-33-4甲中，V1對(duì)應(yīng)虛線為等容線，A、B分別是虛線與T2、T1兩線的交點(diǎn)，可以認(rèn)為從B狀態(tài)通過等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2>T1.又如圖乙所示，A、B兩點(diǎn)的溫度相等，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強(qiáng)增大，體積一定減小，所以V2<V1.圖13-33-42．關(guān)于一定質(zhì)量的氣體的不同圖像的比擬過程類別圖線特點(diǎn)例如等溫過程p-VpV＝CT(其中C為恒量)，即p、V之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p-eq\f(1,V)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高等容過程p-Tp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小等壓過程VV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強(qiáng)越小7[2022·蘭州一模]一定質(zhì)量的理想氣體體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖像如圖13-33-5所示，氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)pA＝p0，溫度TA＝T0，線段AB與V軸平行，BC的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)．求：(1)氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)pB；(2)氣體在狀態(tài)C時(shí)的壓強(qiáng)pC和溫度TC.圖13-33-5[解析](1)A到B是等溫變化，壓強(qiáng)和體積成反比，根據(jù)玻意耳定律有pAVA＝pBVB解得pB＝eq\f(p0,2).(2)由B到C是等壓變化，根據(jù)蓋—呂薩克定律得eq\f(VB,TB)＝eq\f(VC,TC)解得TC＝eq\f(1,2)T0A到C是等容變化，根據(jù)查理定律得eq\f(pA,TA)＝eq\f(pC,TC)解得pC＝eq\f(p0,2).式題(多項(xiàng)選擇)一定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p-T圖像如圖13-33-6所示．以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖13-33-6A．過程ab中氣體一定吸熱B．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C．過程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱D．a(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小E．b和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同答案：ADE[解析]過程ab，理想氣體等容變化，溫度升高，理想氣體的內(nèi)能增大，氣體一定吸熱，選項(xiàng)A正確；過程bc，理想氣體等溫變化，壓強(qiáng)減小，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到分子撞擊的次數(shù)減少，而體積變大，氣體對(duì)外做功，氣體一定吸熱，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)E正確；過程ca，理想氣體的壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能減小，體積減小，外界對(duì)氣體做功，氣體對(duì)外放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)上述三過程可知：在a、b、c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a的溫度最低，根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，知其分子的平均動(dòng)能最小，選項(xiàng)D正確．■方法總結(jié)氣體狀態(tài)變化的圖像的應(yīng)用技巧(1)明確點(diǎn)、線的物理意義：求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題，應(yīng)當(dāng)明確圖像上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)參量；圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過程．(2)明確斜率的物理意義：在V-T圖像(或p-T圖像)中，比擬兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)(或體積)大小，可以比擬這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率的大小，其規(guī)律是：斜率越大，壓強(qiáng)(或體積)越??；斜率越小，壓強(qiáng)(或體積)越大．考點(diǎn)四理想氣體狀態(tài)方程的求解1.理想氣體(1)宏觀上，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體．(2)微觀上，理想氣體的分子間除碰撞外無(wú)其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間．2．狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C.3．應(yīng)用狀態(tài)方程解題的一般步驟(1)明確研究對(duì)象，即某一定質(zhì)量的理想氣體；(2)確定氣體在始、末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)由狀態(tài)方程列式求解；(4)討論結(jié)果的合理性．8[2022·北京朝陽(yáng)區(qū)二模]如圖13-33-7所示，有兩個(gè)不計(jì)質(zhì)量、不計(jì)厚度的活塞M、N將兩局部理想氣體A、B封閉在絕熱氣缸內(nèi)，溫度均是27℃.M活塞是導(dǎo)熱的，N活塞是絕熱的，均可沿氣缸無(wú)摩擦地滑動(dòng)，活塞的橫截面積均為S＝2cm2，初始時(shí)M活塞相對(duì)于底部的高度為h1＝27cm，N活塞相對(duì)于底部的高度為h2＝18cm.現(xiàn)將一質(zhì)量為m＝1kg的小物體放在M活塞的上外表上，活塞下降．大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa.(g取(1)求下局部氣體的壓強(qiáng)；(2)現(xiàn)通過加熱絲對(duì)下局部氣體進(jìn)行緩慢加熱，使下局部氣體的溫度變?yōu)?27℃，求穩(wěn)定后活塞M、N圖13-33-7[解析](1)將兩個(gè)活塞和重物作為整體進(jìn)行受力分析得pS＝mg＋p0S解得p＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.0×105Pa＋eq\f(1×10,2×10－4)Pa＝1.5×105Pa.(2)對(duì)下局部氣體進(jìn)行分析，初狀態(tài)壓強(qiáng)為p0，體積為h2S，溫度為T1，末狀態(tài)壓強(qiáng)為p，體積設(shè)為h3S，溫度為T2.由理想氣體狀態(tài)方程可得eq\f(p0h2S,T1)＝eq\f(ph3S,T2)解得：h3＝eq\f(p0T2,pT1)h2＝eq\f(1×105×400,1.5×105×300)×18cm≈16cm.對(duì)上局部氣體進(jìn)行分析，根據(jù)玻意耳定律可得p0(h1－h(huán)2)S＝pLS解得L≈6cm故此時(shí)活塞M距離底端的距離為h4＝h3＋L＝16cm＋6cm＝式題[2022·佳木斯重點(diǎn)中學(xué)一模]如圖13-33-8所示，在兩端封閉、粗細(xì)均勻的豎直長(zhǎng)管道內(nèi)，用一可自由移動(dòng)的絕熱活塞A封閉體積相等的兩局部氣體．開始時(shí)管道內(nèi)氣體溫度都為T0＝500K，下局部氣體的壓強(qiáng)p0＝1.25×105Pa，活塞質(zhì)量m＝0.25kg，管道的厚度不計(jì)，橫截面積S＝1cm2.現(xiàn)保持管道下局部氣體溫度不變，上局部氣體溫度緩慢降至T，最終管道內(nèi)上局部氣體體積變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(3,4)，假設(shè)不計(jì)活塞與管道壁間的摩擦，g取10m/s2，求此時(shí)上局部氣體的溫度T.圖13-33-8答案：281.25K[解析]設(shè)初狀態(tài)時(shí)兩局部氣體體積均為V0，對(duì)下局部氣體，等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得p0V0＝pV，其中：V＝eq\f(5,4)V0解得p＝eq\f(4,5)×1.25×105Pa＝1×105Pa對(duì)上局部氣體，初態(tài)p1＝p0－eq\f(mg,S)＝1×105Pa末態(tài)：p2＝p－eq\f(mg,S)＝0.75×105Pa根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有eq\f(p1V0,T0)＝eq\f(p2·\f(3,4)V0,T)解得T＝281.25K.■方法總結(jié)對(duì)于兩局部氣體的問題，一定要找好兩局部氣體之間的關(guān)系，比方壓強(qiáng)關(guān)系，體積關(guān)系等，分別找出兩局部氣體的初、末狀態(tài)的壓強(qiáng)、體積和溫度，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求解．考點(diǎn)五熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用1.改變內(nèi)能的兩種方式的比擬做功熱傳遞區(qū)別內(nèi)能變化情況外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對(duì)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?gòu)倪\(yùn)動(dòng)形式上看做功是宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)向物體的微觀分子熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化熱傳遞那么是通過分子之間的相互作用，使同一物體的不同局部或不同物體間的分子熱運(yùn)動(dòng)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局部之間內(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.溫度、內(nèi)能、熱量、功的比擬含義特點(diǎn)溫度表示物體的冷熱程度，是物體分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，它是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，對(duì)個(gè)別分子來(lái)說(shuō)，溫度沒有意義狀態(tài)量?jī)?nèi)能(熱能)物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和勢(shì)能的總和，它是由大量分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子的相對(duì)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(lái)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3.對(duì)公式ΔU＝Q＋W符號(hào)的規(guī)定符號(hào)WQΔU＋外界對(duì)物體做功物體吸收熱量?jī)?nèi)能增加－物體對(duì)外界做功物體放出熱量?jī)?nèi)能減少4.幾種特殊情況(1)假設(shè)過程是絕熱的，那么Q＝0，W＝ΔU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量．(2)假設(shè)過程中不做功，即W＝0，那么Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量．(3)假設(shè)過程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，那么W＋Q＝0或W＝－Q，外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量．考向一利用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行定性分析9[2022·廣東梅州聯(lián)考]小紅和小明打乒乓球時(shí)不小心把乒乓球踩扁了，小明認(rèn)真觀察后發(fā)現(xiàn)外表沒有開裂，于是把踩扁的乒乓球放在熱水里泡一下，乒乓球根本恢復(fù)了原狀．乒乓球內(nèi)的氣體可視為理想氣體，對(duì)于乒乓球恢復(fù)原狀的過程，以下描述中正確的選項(xiàng)是()A．球內(nèi)氣體對(duì)外做正功的同時(shí)吸熱，內(nèi)能變大B．球內(nèi)氣體對(duì)外做正功的同時(shí)放熱，內(nèi)能變大C．球內(nèi)氣體對(duì)外做負(fù)功的同時(shí)吸熱，內(nèi)能變大D．球內(nèi)氣體對(duì)外做負(fù)功的同時(shí)放熱，內(nèi)能變小E．球內(nèi)氣體對(duì)外做正功的同時(shí)吸熱，內(nèi)能不變答案：A[解析]乒乓球內(nèi)的氣體受熱膨脹，故對(duì)外做功，故W＜0；氣體溫度升高，故內(nèi)能增加，故ΔU＞0；根據(jù)熱力學(xué)第一定律公式ΔU＝W＋Q，Q＞0，即吸收熱量．應(yīng)選項(xiàng)A正確，B、C、D、E錯(cuò)誤．考向二利用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行定量計(jì)算10[2022·江蘇卷]如圖13-33-9所示，在斯特林循環(huán)的p-V圖像中，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D再回到狀態(tài)A，整個(gè)過程由兩個(gè)等溫和兩個(gè)等容過程組成．在A→B和D→A的過程中，氣體放出的熱量分別為4J和20J．在B→C和C→D的過程中，氣體吸收的熱量分別為20J和12J．求氣體完成一次循環(huán)對(duì)外界所做的功．圖13-33-9[解析]完成一次循環(huán)氣體內(nèi)能不變，那么ΔU＝0，吸收的熱量Q＝(20＋12－4－20)J＝8J，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W得，W＝－8J，氣體對(duì)外做功8J.式題在某高速公路發(fā)生一起車禍，車禍系輪胎爆胎所致．汽車行駛前輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)為2.5atm，溫度為27℃，爆胎時(shí)胎內(nèi)氣體的溫度為87℃(1)求爆胎時(shí)輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；(2)從微觀上解釋爆胎前胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化的原因；(3)爆胎后氣體迅速外泄，來(lái)不及與外界發(fā)生熱交換，判斷此過程胎內(nèi)原有氣體內(nèi)能如何變化？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由．答案：(1)3atm(2)略(3)內(nèi)能減少[解析](1)初狀態(tài)：p1＝2.5atm，T1＝(27＋273)K＝300K末狀態(tài)：T2＝(87＋273)K＝360K爆胎之前氣體狀態(tài)變化為等容變化，由查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)代入數(shù)據(jù)得eq\f(2.5atm,300K)＝eq\f(p2,360K)解得爆胎時(shí)輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2＝3atm(2)氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度升高時(shí)，分子平均動(dòng)能增大，單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增多，分子的平均撞擊力增大，所以氣體壓強(qiáng)增大，超過輪胎承受的極限，造成爆胎．(3)氣體迅速膨脹對(duì)外做功，但短時(shí)間內(nèi)與外界幾乎不發(fā)生熱量傳遞，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q得ΔU＜0，內(nèi)能減少．■規(guī)律總結(jié)(1)做功情況看氣體的體積：體積增大，氣體對(duì)外做功，W為負(fù)；體積縮小，外界對(duì)氣體做功，W為正．(2)如果研究對(duì)象是理想氣體，那么由于理想氣體沒有分子勢(shì)能，所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時(shí)，主要表達(dá)在分子平均動(dòng)能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化．考點(diǎn)六熱力學(xué)第一定律與理想氣體狀態(tài)方程的綜合11[2022·山東濰坊模擬]如圖13-33-10所示，在絕熱氣缸內(nèi)，有一絕熱輕活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，開始時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為27℃，封閉氣柱長(zhǎng)9cm，活塞橫截面積S＝50cm2.現(xiàn)通過氣缸底部電阻絲給氣體加熱一段時(shí)間，此過程中氣體吸熱22J，穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?27℃.大氣壓強(qiáng)等于1.0×10(1)穩(wěn)定后活塞到氣缸底端的距離；(2)此過程中氣體內(nèi)能的改變量．圖13-33-10[解析](1)取被封閉的氣體為研究的對(duì)象，開始時(shí)氣體的體積為L(zhǎng)1S，溫度為：T1＝(273＋27)K＝300K末狀態(tài)的體積為L(zhǎng)2S，溫度為：T2＝(273＋127)K＝400K氣體做等壓變化，根據(jù)蓋—呂薩克定律得：eq\f(L1S,T1)＝eq\f(L2S,T2)代入數(shù)據(jù)得：L2＝12cm(2)在該過程中，氣體對(duì)外做功：W＝F·ΔL＝p0S(L2－L1)＝1.0×105×50×10－4×(12－9)×10－2J＝15J，由熱力學(xué)第一定律有ΔU＝Q－W＝22J－15J＝7J.式題(多項(xiàng)選擇)[2022·全國(guó)卷Ⅱ]一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其p-T圖像如圖13-33-11所示，其中對(duì)角線ac的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)O.以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖13-33-11A．氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B．氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C．在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D．在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功E．在過程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過程da中氣體對(duì)外界做的功答案：ABE[解析](1)由eq\f(pV,T)＝C得p＝eq\f(C,V)·T(C為常量)，因?qū)蔷€ac的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)O，即p＝kT，故體積V不變，即Va＝Vc，選項(xiàng)A正確；一定量的理想氣體的內(nèi)能由溫度T決定，而Ta>Tc，故Ea>Ec，選項(xiàng)B正確；cd過程為等溫加壓過程，外界對(duì)系統(tǒng)做正功，但系統(tǒng)內(nèi)能不變，故系統(tǒng)要對(duì)外放熱，放出熱量Q＝W外，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；da過程為等壓升溫過程，體積增加，對(duì)外界做功，系統(tǒng)內(nèi)能增加，故系統(tǒng)要從外界吸熱，且吸收熱量Q＝W外＋ΔE內(nèi)>W外，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；bc過程為等壓降溫過程，由eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)可知，氣體體積會(huì)減小，W＝pΔV＝CΔTbc；同理da過程中，W′＝p′ΔV′＝CΔTda，因?yàn)閨ΔTbc|＝|ΔTda|，故|W|＝|W′|，選項(xiàng)E正確．考點(diǎn)七熱力學(xué)第二定律的理解和應(yīng)用1.對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解(1)“自發(fā)地〞說(shuō)明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助．(2)“不產(chǎn)生其他影響〞的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響．如吸熱、放熱、做功等．2．熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性．考向一對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解12(多項(xiàng)選擇)關(guān)于熱力學(xué)定律，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．不可能從單一熱源吸收熱量，并把它全部用來(lái)做功B．可能從單一熱源吸收熱量，并把它全部用來(lái)做功C．不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體D．機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的實(shí)際宏觀過程是不可逆過程E．與熱現(xiàn)象有關(guān)的變化過程都具有方向性答案：BDE[解析]根據(jù)熱力學(xué)第二定律，不可能從單一熱源吸收熱量，并把它全部用來(lái)做功而不引起其他變化，如果可以引起其他變化，那么完全用來(lái)做功就是有可能的，應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，可以使熱量自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體，但要引起其他變化，比方電冰箱要耗電，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的實(shí)際宏觀過程是不可逆過程，應(yīng)選項(xiàng)D正確；與熱學(xué)有關(guān)的變化過程都具有方向性，選項(xiàng)E正確．■規(guī)律總結(jié)熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，例如電冰箱；在引起其他變化的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，例如氣體的等溫膨脹過程．考向二第二類永動(dòng)機(jī)13(多項(xiàng)選擇)關(guān)于第二類永動(dòng)機(jī)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．能將從單一熱源吸收的熱量全部用來(lái)做功，而不引起其他變化的熱機(jī)叫作第二類永動(dòng)機(jī)B．第二類永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律，所以不可能制成C．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說(shuō)明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說(shuō)明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不可能在不引起其他變化的同時(shí)全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能E．第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反熱力學(xué)第二定律答案：ADE[解析]第二類永動(dòng)機(jī)是違反能量轉(zhuǎn)化的方向性，但不違反能量守恒定律的機(jī)器．■規(guī)律總結(jié)兩類永動(dòng)機(jī)的比擬第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)不消耗能量卻可以源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器從單一熱源吸熱，全部用來(lái)對(duì)外做功而不引起其他變化的機(jī)器違背能量守恒定律，不可能實(shí)現(xiàn)不違背能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律，不可能實(shí)現(xiàn)【教師備用習(xí)題】1．(多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．蔗糖受潮后會(huì)粘在一起，沒有固定的幾何形狀，它是非晶體B．單晶體的某些性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)C．液晶對(duì)不同顏色的光的吸收強(qiáng)度隨電場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化D．液體的外表層就像張緊的橡皮膜而表現(xiàn)出外表張力，是因?yàn)橥獗韺拥姆肿臃植急纫后w內(nèi)部稀疏E．液晶是液體和晶體的混合物[解析]BCD蔗糖有確定的熔點(diǎn)，是晶體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；單晶體的某些物理性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)，多晶體的物理性質(zhì)是各向同性，選項(xiàng)B正確；液晶具有晶體的光學(xué)各向異性的特點(diǎn)，對(duì)不同顏色的光的吸收強(qiáng)度隨電場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化，該性質(zhì)被廣泛應(yīng)用在顯示屏技術(shù)中，選項(xiàng)C正確；當(dāng)液體與大氣相接觸時(shí)，外表層的分子分布比液體內(nèi)部稀疏，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，外表層內(nèi)的分子所受其他分子作用力的合力表現(xiàn)出外表張力，選項(xiàng)D正確；液晶是物質(zhì)存在的一種狀態(tài)，而不是液體和晶體的混合物，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．2．(多項(xiàng)選擇)以下有關(guān)物體內(nèi)能改變的判斷中，正確的選項(xiàng)是()A．外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能一定增加B．外界對(duì)物體傳遞熱量，物體的內(nèi)能可能增加C．物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能可能增加D．物體向外界放熱，物體的內(nèi)能可能增加E．絕熱過程中，氣體向外界膨脹那么內(nèi)能增加[解析]BCD做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W知，外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能不一定增加，外界對(duì)物體傳遞熱量，物體的內(nèi)能可能增加，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；由ΔU＝Q＋W可知，假設(shè)物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能可能增加，同理物體向外界放熱，物體的內(nèi)能可能增加，選項(xiàng)C、D正確；絕熱過程不發(fā)生熱傳遞，氣體向外界膨脹過程對(duì)外做功，由ΔU＝Q＋W可知，氣體內(nèi)能減小，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．3．(多項(xiàng)選擇)對(duì)于一定量的理想氣體，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．假設(shè)氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變B．假設(shè)氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變C．假設(shè)氣體的溫度隨時(shí)間不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大D．當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，氣體的內(nèi)能一定增大E．保持氣體的體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多[解析]ADE理想氣體的內(nèi)能是由溫度決定的，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C(C為恒量)可知，當(dāng)體積和壓強(qiáng)都不變時(shí)，其溫度也一定不發(fā)生變化，因此內(nèi)能不變，選項(xiàng)A正確；而反過來(lái)，內(nèi)能不變只能說(shuō)明溫度不變，可能發(fā)生等溫變化，也就是氣體狀態(tài)可能發(fā)生變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，溫度升高，壓強(qiáng)可能增加也可能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定的，當(dāng)溫度升高時(shí)，內(nèi)能一定增加，選項(xiàng)D正確；氣體的體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子平均速率增大，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多，選項(xiàng)E正確．4．(多項(xiàng)選擇)[2022·廣東梅州質(zhì)檢改編]關(guān)于永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)定律的討論，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．第二類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律B．機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的宏觀過程是不可逆過程C．保持氣體的質(zhì)量和體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多D．做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來(lái)看，這兩種改變方式是有區(qū)別的E．不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體[解析]BCD第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，所有與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過程都是不可逆的，選項(xiàng)B正確；保持氣體的質(zhì)量和體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子平均速率增大，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多，選項(xiàng)C正確；做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來(lái)看，這兩種改變方式是有區(qū)別的，選項(xiàng)D正確；由熱力學(xué)第二定律可知，不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體而不產(chǎn)生其他影響，但在外力做功的情況下可以使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，如空調(diào)制冷現(xiàn)象，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．5．[2022·豫東、豫北十校聯(lián)考]如下圖，一定質(zhì)量的理想氣體，處在狀態(tài)A時(shí)，其溫度TA＝300K，讓該氣體沿圖中線段AB所示緩慢地從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，求：(1)氣體處于狀態(tài)B時(shí)的溫度；(2)從A到B的過程中氣體的最高溫度．[答案](1)300K(2)400K[解析](1)對(duì)A、B兩個(gè)狀態(tài)，壓強(qiáng)和體積可以從圖中讀出，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(pAVA,