2025高考物理復(fù)習(xí)熱力學(xué)定律與能量守恒課件教案練習(xí)題

第十五章熱學(xué)第3講熱力學(xué)定律與能量守恒課標(biāo)要求1．知道熱力學(xué)第一定律。2．理解能量守恒定律，能用能量守恒的觀點(diǎn)解釋自然現(xiàn)象。3．通過自然界中宏觀過程的方向性，了解熱力學(xué)第二定律?？键c(diǎn)一熱力學(xué)第一定律考點(diǎn)二熱力學(xué)第二定律考點(diǎn)三熱力學(xué)第一定律與氣體圖像的綜合內(nèi)容索引課時(shí)測評考點(diǎn)四熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律1．改變物體內(nèi)能的兩種方式：______和傳熱。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)能變化量等于外界向它傳遞的______與外界對它所做的功的____。(2)表達(dá)式：ΔU＝________。知識(shí)梳理做功熱量和Q＋W(3)ΔU＝________中正、負(fù)號法則物理量意義符號WQΔU＋外界對物體做功物體______熱量內(nèi)能______－物體對外界做功物體______熱量內(nèi)能______Q＋W吸收

增加放出減少3．能量守恒定律(1)內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體______到別的物體，在轉(zhuǎn)化或______的過程中，能量的總量保持不變。(2)條件性能量守恒是自然界的普遍規(guī)律，某一種形式的能是否守恒是有條件的。(3)第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的，它違背了______________。轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移能量守恒定律(2023·山東高考·改編)一定質(zhì)量的理想氣體，初始溫度為300K，壓強(qiáng)p＝1×105Pa。若經(jīng)等容過程，該氣體吸收400J的熱量后溫度上升100K；若經(jīng)等壓過程，需要吸收600J的熱量才能使氣體溫度上升100K。判斷下列說法的正誤：(1)等容升溫過程，氣體對外不做功，氣體內(nèi)能增加了400J。 (

)(2)等壓膨脹過程，氣體對外做功，氣體內(nèi)能增加了600J。 (

)(3)等壓膨脹過程體積增加ΔV，氣體對外做功為pΔV。 (

)高考情境鏈接√×√1．對熱力學(xué)第一定律的理解(1)做功和傳熱在改變系統(tǒng)內(nèi)能上是等效的。(2)做功過程是系統(tǒng)與外界之間的其他形式能量與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化。(3)傳熱過程是系統(tǒng)與外界之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。2．熱力學(xué)第一定律的三種特殊情況(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量。(2)若過程中不做功，則W＝0，Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量。(3)若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，則Q＋W＝0，即物體吸收的熱量全部用來對外做功，或外界對物體做的功等于物體放出的熱量。核心突破

汽缸中氣體的壓強(qiáng)為4×105Pa，活塞的面積是40cm2，氣體等壓膨脹，推動(dòng)活塞移動(dòng)了20cm，求：(1)氣體做的功；例1氣體體積增大，對外做功，W＝pSx＝4×105×40×10－4×0.2J＝320J。答案：

320J(2)在做功過程中氣體吸熱2.1×103J，氣體的內(nèi)能改變量。由熱力學(xué)第一定律有ΔU＝Q＋W＝2.1×103J－320J＝1.78×103J，即氣體的內(nèi)能增加了1.78×103J。答案：增加1.78×103J對點(diǎn)練1．(2023·河北張家口聯(lián)考)如圖所示，野外生存需要取火時(shí)，可以用隨身攜帶的取火裝置，在銅制活塞上放置少量易燃物，將金屬筒套在活塞上迅速下壓，即可點(diǎn)燃易燃物。在此過程中，若認(rèn)為筒內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間相互作用，則筒內(nèi)封閉氣體A．對外做負(fù)功，分子的平均動(dòng)能增大B．對外做正功，內(nèi)能增大C．對外做正功，分子的平均動(dòng)能減小D．對外做負(fù)功，內(nèi)能減小√迅速下壓過程中，氣體體積變小，氣體對外做負(fù)功，外界對氣體做正功，即W＞0，氣體與外界無熱交換，是絕熱過程，Q＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可知ΔU＞0，氣體內(nèi)能增大，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。故選A。對點(diǎn)練2．(多選)(2023·全國甲卷·改編)

在一汽缸中用活塞封閉著一定量的理想氣體，發(fā)生下列緩慢變化過程，氣體一定與外界有熱量交換的是A．氣體的體積不變，溫度升高B．氣體的體積減小，溫度降低C．氣體的體積減小，溫度升高D．氣體的體積增大，溫度不變√√√氣體的體積不變，溫度升高，則氣體的內(nèi)能增大，氣體做功為零，因此氣體吸收熱量，A正確；氣體的體積減小，溫度降低，則氣體的內(nèi)能降低，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可知?dú)怏w對外放熱，B正確；氣體的體積減小，溫度升高，則氣體的內(nèi)能增大，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可知Q可能等于零，即沒有熱量交換過程，C錯(cuò)誤；氣體的體積增大，溫度不變，則氣體的內(nèi)能不變，氣體對外界做功，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可知Q＞0，即氣體吸收熱量，D正確。故選ABD。對點(diǎn)練3．如圖所示，在豎直放置的導(dǎo)熱性能良好的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分理想氣體，活塞能無摩擦地滑動(dòng)，容器的橫截面積為S，整個(gè)裝置放在大氣壓強(qiáng)為p0的室內(nèi)，穩(wěn)定時(shí)活塞與容器底的距離為h0，現(xiàn)把容器移至大氣壓強(qiáng)仍為p0的室外，活塞緩慢上升d后再次平衡，重力加速度大小為g。若此過程中氣體吸收的熱量為Q，則密閉氣體的內(nèi)能

A．減少了Q－(mg＋p0S)dB．減少了Q＋(mg＋p0S)dC．增加了Q－(mg＋p0S)dD．增加了Q＋(mg＋p0S)d√活塞上升的過程，密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，所以外界對系統(tǒng)做的功W＝－(mg＋p0S)d，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得，密閉氣體增加的內(nèi)能ΔU＝Q＋W＝Q－(mg＋p0S)d，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。返回考點(diǎn)二熱力學(xué)第二定律1．熱力學(xué)第二定律的兩種表述(1)克勞修斯表述：熱量不能________從低溫物體傳到高溫物體。(2)開爾文表述：不可能從______熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響。2．熱力學(xué)第二定律的微觀意義一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行。知識(shí)梳理自發(fā)地單一1．可以從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功。 (

)2．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。

(

)3．第一類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律。

(

)4．第二類永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律。 (

)基礎(chǔ)知識(shí)判斷√×××1．熱力學(xué)第二定律的理解(1)“自發(fā)地”指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。(2)“不產(chǎn)生其他影響”的含義是指發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(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，都揭示了一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，即一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的。核心突破3．兩類永動(dòng)機(jī)的比較分類第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)初衷不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能不斷地對外做功的機(jī)器從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器不可能制成的原因違背能量守恒定律不違背能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律(多選)根據(jù)熱力學(xué)定律，下列說法正確的是A．第二類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律，因此不可能制成B．效率為100%的熱機(jī)是不可能制成的C．電冰箱的工作過程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞D．從單一熱庫吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，而不產(chǎn)生其他影響是提高機(jī)械效率的常用手段例2√√第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律，故A錯(cuò)誤；效率為100%的熱機(jī)是不可能制成的，故B正確；電冰箱的工作過程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞，故C正確；從單一熱庫吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，而不產(chǎn)生其他影響是不可能實(shí)現(xiàn)的，故D錯(cuò)誤。對點(diǎn)練1．下列關(guān)于熱力學(xué)第二定律的說法正確的是A．所有符合能量守恒定律的宏觀過程都能發(fā)生B．一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的C．機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在不產(chǎn)生其他影響的情況下，內(nèi)能可以全部用來做功而轉(zhuǎn)化成機(jī)械能D．氣體向真空的自由膨脹是可逆的√符合能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律的宏觀過程不能發(fā)生，故A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知熱現(xiàn)象具有方向性，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的，故B正確；機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但在不產(chǎn)生其他影響的情況下，內(nèi)能無法全部用來做功而轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，故C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知熱現(xiàn)象具有方向性，氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，故D錯(cuò)誤。對點(diǎn)練2．關(guān)于兩類永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)的兩個(gè)定律，下列說法正確的是A．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第一定律B．第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第二定律C．由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能D．由熱力學(xué)第二定律可知從單一熱庫吸收熱量，完全變成功是可能的√第一類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第二定律，故A、B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，同時(shí)做功和熱傳遞也不一定會(huì)改變內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知從單一熱庫吸收熱量，完全變成功是可能的，但會(huì)引起其他變化，故D正確。返回考點(diǎn)三熱力學(xué)第一定律與氣體圖像的綜合處理熱力學(xué)第一定律與氣體圖像問題的思路1．根據(jù)氣體圖像的特點(diǎn)判斷氣體的溫度、體積的變化情況，從而判斷氣體與外界的吸、放熱關(guān)系及做功關(guān)系。2．在p-V圖像中，圖線與V軸圍成的面積表示氣體對外界或外界對氣體做功的大小。3．結(jié)合熱力學(xué)第一定律判斷有關(guān)問題。(2023·安徽安慶期末)如圖為一定質(zhì)量的理想氣體的p-V圖像，從狀態(tài)1出發(fā)，經(jīng)1→2→3→1過程，其中1→2為等容過程，2→3為等溫過程，3→1為等壓過程，下列說法正確的是A．在1→2過程中，每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都增大B．在2→3過程中，氣體從外界吸熱C．在3→1過程中，氣體內(nèi)能不變D．在1→2→3→1過程中，外界對氣體做正功例3√在1→2過程中，體積不變，壓強(qiáng)增大，根據(jù)查理定律可知溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增大，但并非每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都增大，故A錯(cuò)誤；在2→3過程中，溫度不變，氣體內(nèi)能不變，ΔU＝0，根據(jù)題圖可知體積增大，氣體對外界做功，W1＜0，由熱力學(xué)第一定律可知Q＞0，氣體從外界吸熱，故B正確；在3→1過程中，氣體壓強(qiáng)不變，根據(jù)蓋-呂薩克定律可知體積減小，溫度降低，氣體內(nèi)能減小，故C錯(cuò)誤；在1→2→3→1過程中，其中1→2過程為等容過程，氣體對外不做功，2→3過程，體積增大，外界對氣體做負(fù)功W1(p-V圖像面積表示做功大小)，3→1過程外界對氣體做正功W2，|W1|＞|W2|，所以全過程外界對氣體做負(fù)功，故D錯(cuò)誤。故選B。對點(diǎn)練1．(2022·江蘇省鹽城二模)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、bc、cd三個(gè)過程回到原狀態(tài)，其p-T圖像如圖所示，氣體在三個(gè)狀態(tài)的體積分別為Va、Vb、Vc，壓強(qiáng)分別為pa、pb、pc。已知pb＝p0，pc＝4p0，則下列說法正確的是A．pa＝3p0B．Vb＝3VcC．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體對外做功D．從狀態(tài)c到狀態(tài)a，氣體從外界吸熱√從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體體積不變，由查理定律可得

，又pb＝p0，解得pa＝2p0，故A錯(cuò)誤；從狀態(tài)b到狀態(tài)c，氣體溫度不變，由玻意耳定律可得pbVb＝pcVc，解得Vb＝4Vc，故B錯(cuò)誤；從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體體積不變，氣體不對外做功，故C錯(cuò)誤；從狀態(tài)c到狀態(tài)a，溫度升高，內(nèi)能增大，體積增大，氣體對外做功，所以吸收熱量，故D正確。對點(diǎn)練2．(2023·山東煙臺(tái)高三期中)一容器封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，現(xiàn)使氣體從A狀態(tài)經(jīng)B狀態(tài)、C狀態(tài)回到A狀態(tài)，其體積隨熱力學(xué)溫度的變化圖像如圖所示，則下列說法中正確的是A．氣體從B→C狀態(tài)過程中氣體對外做功的值等于放出的熱量B．完成一次全循環(huán)，氣體對外界做的總功大于氣體吸收的熱量C．氣體從A→B狀態(tài)過程中單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少D．氣體從B→C狀態(tài)過程中氣體對外界做的功大于氣體從C→A過程中外界對氣體做的功√氣體從B→C狀態(tài)過程中溫度不變，內(nèi)能不變，體積變大，氣體對外做功，根據(jù)ΔU＝Q＋W可知，氣體對外做功的值等于吸收的熱量，A錯(cuò)誤；完成一次全循環(huán)，氣體的內(nèi)能不變，氣體對外界做的總功等于氣體吸收的熱量，B錯(cuò)誤；氣體從A→B狀態(tài)過程中壓強(qiáng)變大，溫度升高，體積不變，氣體數(shù)密度不變，分子平均速率變大，則單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)變多，C錯(cuò)誤；氣體從B→C狀態(tài)過程中壓強(qiáng)減小，而氣體從C→A過程中壓強(qiáng)不變，則從B→C狀態(tài)過程中氣體平均壓強(qiáng)大于氣體從C→A過程中氣體平均壓強(qiáng)，根據(jù)W＝pΔV，兩過程中體積變化量相等，則氣體從B→C對外界做的功大于氣體從C→A過程中外界對氣體做的功，D正確。故選D。返回考點(diǎn)四熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用求解氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)定律的綜合問題的一般思路知識(shí)梳理

如圖所示，水平放置的汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的質(zhì)量m＝10kg，橫截面積S＝100cm2，活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動(dòng)且不漏氣，活塞到汽缸底部的距離L1＝11cm，到汽缸口的距離L2＝4cm。現(xiàn)將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置，待穩(wěn)定后對缸內(nèi)氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與汽缸口相平。已知g＝10m/s2，外界氣溫為27℃，大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa，活塞厚度不計(jì)，T＝t＋273K，則：(1)活塞上表面剛好與汽缸口相平時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度是多少？

例4審題指導(dǎo)氣體從最初狀態(tài)到最后狀態(tài)，三個(gè)參量都發(fā)生了變化，可用理想氣體的狀態(tài)方程分析求解。

答案：

450K(或177℃)當(dāng)汽缸水平放置時(shí)，p0＝1.0×105Pa，V0＝L1S，T0＝300K。當(dāng)汽缸口朝上，活塞上表面剛好與汽缸口相平時(shí)，活塞受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件有p1S＝p0S＋mgV1＝(L1＋L2)S由理想氣體的狀態(tài)方程得解得T1＝450K(或177℃)。(2)在對缸內(nèi)氣體加熱的過程中，氣體膨脹對外做功，同時(shí)吸收Q＝350J的熱量，則氣體增加的內(nèi)能ΔU多大？審題指導(dǎo)氣體加熱膨脹過程，活塞移動(dòng)的距離不是L2，而是大于L2。答案：

295J當(dāng)汽缸口向上穩(wěn)定后，未加熱時(shí)，由玻意耳定律得p0L1S＝p1LS加熱后，氣體做等壓變化，氣體對外界做功；則W＝－p1(L1＋L2－L)S根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W解得ΔU＝295J。對點(diǎn)練1．(多選)(2023·河北邯鄲期末)如圖所示，密封的礦泉水瓶中，一開口向下的小瓶置于其中，小瓶內(nèi)封閉一段空氣。緩慢擠壓礦泉水瓶，小瓶下沉，假設(shè)在下沉過程中礦泉水瓶內(nèi)水面上方氣體和小瓶內(nèi)氣體的溫度均保持不變，則在此過程中A．小瓶內(nèi)氣體對外界做正功B．小瓶內(nèi)氣體向外界放出熱量C．礦泉水瓶內(nèi)水面上方氣體壓強(qiáng)變大D．礦泉水瓶內(nèi)水面上方氣體內(nèi)能減少√√根據(jù)題意可知，緩慢擠壓礦泉水瓶，瓶內(nèi)水面上方氣體體積減小，水面上方氣體溫度保持不變，可知礦泉水瓶內(nèi)水面上方氣體壓強(qiáng)變大，上方氣體內(nèi)能不變，故D錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)題意可知，小瓶內(nèi)氣體的溫度保持不變，小瓶內(nèi)氣體內(nèi)能不變，小瓶下沉過程中，小瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，由玻意耳定律可知，氣體體積減小，則外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體向外界放出熱量，故A錯(cuò)誤，B正確。對點(diǎn)練2．(2022·山東濱州二模)如圖所示，一U形玻璃管豎直放置，右端開口，左管用光滑活塞和水銀封閉一段空氣柱。外界大氣壓為p0＝1.0×105Pa，封閉氣體的溫度t0＝27℃，玻璃管的橫截面積為S＝5.0cm2，管內(nèi)水銀柱及空氣柱長度如圖所示。已知水銀的密度為ρ＝13.6×103kg/m3，重力加速度g＝10m/s2，封閉氣體的溫度緩慢降至t1＝－3℃，T＝t＋273K。求：(1)溫度t1＝－3℃時(shí)空氣柱的長度L；答案：

36cm氣體做等壓變化，由蓋-呂薩克定律得解得L＝36cm。(2)已知該過程中氣體向外界放出5.0J的熱量，氣體內(nèi)能的增加量。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)答案：－2.5J封閉氣體的壓強(qiáng)p＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)外界對氣體做功W＝pS(L0－L)由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W解得ΔU≈－2.5J，即內(nèi)能減少了2.5J。返回課時(shí)測評1．一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做了8×104J的功，氣體的內(nèi)能減少了1.2×105J，則下列各式中正確的是A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J√外界對氣體做功，W為正值，氣體內(nèi)能減少，ΔU為負(fù)值，代入熱力學(xué)第一定律表達(dá)式得Q＝－2×105J，故B正確。2．(多選)(2024·寧夏銀川一模)夏天，從湖底形成的一個(gè)氣泡，在緩慢上升到湖面的過程中沒有破裂。若接近水面，湖內(nèi)水的溫度越高，大氣壓強(qiáng)沒有變化，將氣泡內(nèi)氣體看作理想氣體。則上升過程中，以下說法正確的是A．氣泡內(nèi)氣體對外界做功B．氣泡內(nèi)每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都變大C．氣泡內(nèi)氣體從外界吸收熱量D．氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)可能不變√√因大氣壓強(qiáng)不變，則隨水深度的減小，氣泡的壓強(qiáng)減小，又溫度升高，則根據(jù)

＝C可知，體積變大，氣體對外界做功，故A正確，D錯(cuò)誤；氣泡的溫度升高，則氣體分子的平均動(dòng)能變大，但并非氣泡內(nèi)每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都變大，故B錯(cuò)誤；氣體溫度升高，內(nèi)能變大，氣體對外界做功，根據(jù)ΔU＝Q＋W可知，氣泡內(nèi)氣體從外界吸收熱量，故C正確。3．(多選)(2023·河北唐山期末)如圖所示，帶有活塞的汽缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體(不考慮氣體分子勢能)，汽缸和活塞均具有良好的絕熱性能。汽缸固定不動(dòng)，缸內(nèi)活塞可自由移動(dòng)且不漏氣，活塞下掛一沙桶，沙桶裝滿沙子時(shí)活塞恰好靜止?，F(xiàn)將沙桶底部鉆一小洞，細(xì)沙緩緩漏出。則下列說法正確的是A．外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能增大B．氣體對外界做功，氣體的內(nèi)能減小C．氣體的壓強(qiáng)增大，體積減小D．每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多√√√對活塞進(jìn)行受力分析，由活塞受力平衡可得pS＋mg＝p0S，則封閉氣體的壓強(qiáng)為p＝p0－

，當(dāng)沙子漏出時(shí)，m減小，大氣壓不變，則封閉氣體的壓強(qiáng)增大，氣體的體積減小，外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，故B錯(cuò)誤，A、C正確；理想氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，氣體的體積減小，所以每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數(shù)增多，故D正確。故選ACD。4．(2024·河北衡水聯(lián)考)壓縮空氣儲(chǔ)能(CAES)是一種利用壓縮空氣來儲(chǔ)存能量的新型儲(chǔ)能技術(shù)，絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能方式是壓縮空氣并將產(chǎn)生的熱能儲(chǔ)存在各種介質(zhì)當(dāng)中，比如混凝土、石頭、礦洞礦石中等。需要發(fā)電的時(shí)候讓壓縮空氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，這種方式能夠?qū)嚎s空氣儲(chǔ)能的效率提升。對于上述過程的理解，下列說法正確的是A．絕熱壓縮空氣，分子平均動(dòng)能不變B．絕熱壓縮空氣，溫度升高，氣體內(nèi)能一定增大C．該方式能夠?qū)嚎s空氣儲(chǔ)能的效率提升到100%D．壓縮空氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，是氣體對外做功，內(nèi)能增大√絕熱壓縮空氣前后，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，內(nèi)能增大，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，A錯(cuò)誤，B正確；壓縮空氣儲(chǔ)能的過程涉及熱運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換過程，任何轉(zhuǎn)換過程效率都不可能達(dá)到100%，C錯(cuò)誤；壓縮空氣膨脹推動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，氣體體積增大，對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，內(nèi)能減少，D錯(cuò)誤。故選B。5．(2022·湖北高考)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)c，其過程如p-V圖中a→c直線段所示，狀態(tài)b對應(yīng)該線段的中點(diǎn)。下列說法正確的是A．a(chǎn)→b是等溫過程B．a(chǎn)→b過程中氣體吸熱C．a(chǎn)→c過程中狀態(tài)b的溫度最低D．a(chǎn)→c過程中外界對氣體做正功√根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程

＝C，可知a→b氣體溫度升高，內(nèi)能增加，且體積增大，氣體對外界做功，則W＜0，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知，a→b過程中氣體吸熱，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程

＝C可知，p-V圖像的坐標(biāo)值的乘積反映溫度，a狀態(tài)和c狀態(tài)的坐標(biāo)值的乘積相等，而中間狀態(tài)的坐標(biāo)值乘積更大，a→c過程的溫度先升高后降低，且狀態(tài)b的溫度最高，故C錯(cuò)誤；a→c過程氣體體積增大，外界對氣體做負(fù)功，故D錯(cuò)誤。6．一定質(zhì)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圖像如圖所示，其中對角線ac的延長線過原點(diǎn)O，下列判斷正確的是A．過程d→a中氣體一定放熱B．過程a→b中氣體既不吸熱也不放熱C．過程b→c中外界對氣體所做的功等于氣體所放出的熱量D．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√d→a過程中，溫度升高，則內(nèi)能增大，ΔU＞0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可知Q＋W＞0，溫度升高，壓強(qiáng)不變，則體積增大，外界對氣體做負(fù)功，W＜0，則Q＞0，氣體吸熱，故A錯(cuò)誤；a→b過程中溫度不變，內(nèi)能不變，ΔU＝0，壓強(qiáng)減小，體積增大，W＜0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可知Q＞0，氣體吸熱，故B錯(cuò)誤；過程b→c溫度減小，則內(nèi)能減小，ΔU＜0，又壓強(qiáng)不變，則體積減小，外界對氣體做正功，又有ΔU＝Q＋W，因此Q＜0，且|Q|＞|W|，即外界對氣體做的功小于氣體所放出的熱量，故C錯(cuò)誤；理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定，由題圖可知Ta＞Tc，所以氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能，故D正確。7．(多選)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C，其變化過程的V-T圖像如圖所示，BC的反向延長線通過坐標(biāo)原點(diǎn)O。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)為1.5×105Pa，下列說法正確的是A．該氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)為2.0×105PaB．該氣體在狀態(tài)C時(shí)的壓強(qiáng)為1.0×105PaC．該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中吸收的熱量為100JD．該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中放出的熱量為200J√√氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，發(fā)生的是等容變化，由查理定律得

，解得在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)為pB＝1.0×105Pa，故A錯(cuò)誤；氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C，發(fā)生的是等壓變化，有pC＝pB＝1.0×105Pa，故B正確；由于狀態(tài)A與狀態(tài)C的溫度相同，所以該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，內(nèi)能變化量ΔU＝0，氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B不做功，從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中氣體對外做功W＝－pBΔV＝－1.0×105×(3－2)×10－3J＝－100J，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可得Q＝100J，即整個(gè)過程中吸收的熱量為100J，故C正確，D錯(cuò)誤。8．(多選)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b、c又回到狀態(tài)a，其壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系如圖所示，變化過程有等容、等溫和絕熱過程，則下列說法正確的是A．①過程可能為等溫變化B．全過程氣體向外界放出的熱量大于從外界吸收的熱量C．③過程氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增加D．因?yàn)闅怏w返回狀態(tài)a時(shí)體積不變，所以外界對氣體不做功√√①過程若為等溫變化，②過程為等容變化，溫度升高，則③過程為絕熱變化，外界對氣體做正功，氣體溫度升高，不可能回到初始狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；②過程外界沒有對氣體做功，根據(jù)p-V圖線和坐標(biāo)軸所圍面積表示外界對氣體做功的大小，③過程外界對氣體做的正功大于①過程外界對氣體做的負(fù)功，因此全過程外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能不變，故全過程氣體向外界放出的熱量大于從外界吸收的熱量，故B正確，D錯(cuò)誤；③過程為等溫變化，氣體壓強(qiáng)增大，分子平均動(dòng)能不變，氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增加，故C正確。9．(多選)(2023·全國乙卷·改編)對于一定量的理想氣體，經(jīng)過下列過程，其初始狀態(tài)的內(nèi)能與末狀態(tài)的內(nèi)能可能相等的是A．等溫增壓后再等溫膨脹B．等壓膨脹后再等溫壓縮C．等容減壓后再等壓膨脹D．等容增壓后再等壓壓縮√√√一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能由溫度決定，故等溫增壓和等溫膨脹過程溫度均保持不變，內(nèi)能不變，故A正確；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

＝C，可知等壓膨脹后氣體溫度升高，內(nèi)能增大，等溫壓縮溫度不變，內(nèi)能不變，故末狀態(tài)與初始狀態(tài)相比內(nèi)能增加，故B錯(cuò)誤；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

＝C可知，等容減壓過程溫度降低，內(nèi)能減小，等壓膨脹過程溫度升高，末狀態(tài)的溫度有可能和初狀態(tài)的溫度相等，內(nèi)能有可能相等，故C正確；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

＝C可知，等容增壓過程溫度升高，等壓壓縮過程溫度降低，末狀態(tài)的溫度有可