2025高考物理步步高同步練習(xí)選修3第三章　熱力學(xué)定律功、熱和內(nèi)能的改變含答案

2025高考物理步步高同步練習(xí)選修3第三章熱力學(xué)定律1功、熱和內(nèi)能的改變[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解焦耳的兩個實驗的原理，知道做功和傳熱的實質(zhì).2.知道做功和傳熱是改變內(nèi)能的兩種方式，理解做功和傳熱對改變系統(tǒng)內(nèi)能是等效的，明確兩種方式的區(qū)別.3.明確內(nèi)能、功、熱量、溫度四個物理量的區(qū)別和聯(lián)系．一、焦耳的實驗1．絕熱過程：系統(tǒng)不從外界吸熱，也不向外界放熱的過程．2．代表性實驗(1)重物下落時帶動葉片轉(zhuǎn)動，攪拌容器中的水，水由于摩擦而溫度上升．(2)通過電流的熱效應(yīng)給液體加熱．3．實驗結(jié)論：在熱力學(xué)系統(tǒng)的絕熱過程中，外界對系統(tǒng)做的功僅由過程的始末兩個狀態(tài)決定，不依賴于做功的具體過程和方式．4．內(nèi)能：只依賴于熱力學(xué)系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量．二、功與內(nèi)能的改變1．功與內(nèi)能的改變在熱力學(xué)系統(tǒng)的絕熱過程中，當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過絕熱過程達(dá)到狀態(tài)2時，內(nèi)能的變化量ΔU＝U2－U1，等于外界對系統(tǒng)所做的功W，即ΔU＝W.2．理解(1)ΔU＝W的適用條件是絕熱過程．(2)在絕熱過程中：外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能增加；系統(tǒng)對外做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少．三、熱與內(nèi)能的改變1．傳熱(1)條件：物體的溫度不同．(2)傳熱：熱從高溫物體傳到了低溫物體．2．熱和內(nèi)能(1)熱量：在單純的傳熱過程中系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度．(2)熱與內(nèi)能的改變當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)1經(jīng)過單純的傳熱達(dá)到狀態(tài)2時，內(nèi)能的變化量ΔU＝U2－U1等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量Q，即ΔU＝Q.(3)傳熱與做功在改變系統(tǒng)內(nèi)能上的異同．①做功和傳熱都能引起系統(tǒng)內(nèi)能的改變．②做功時，內(nèi)能與其他形式的能(如內(nèi)能與機(jī)械能、內(nèi)能與電能等)發(fā)生轉(zhuǎn)化；傳熱只是不同物體(或一個物體的不同部分)之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移．1．判斷下列說法的正誤．(1)系統(tǒng)只從外界吸熱，而不向外界放熱的過程就是絕熱過程．(×)(2)熱量一定從內(nèi)能多的物體傳遞給內(nèi)能少的物體．(×)(3)做功和傳熱都可改變物體的內(nèi)能，從效果上是等效的．(√)(4)在絕熱過程中，外界對系統(tǒng)做的功小于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量．(×)(5)絕熱情況下，系統(tǒng)內(nèi)能的增加量等于外界對它做的功．(√)(6)傳熱只能發(fā)生在兩個物體間，同一物體不能發(fā)生傳熱．(×)2．有各種方法可使物體的內(nèi)能發(fā)生改變：a.電爐通電后發(fā)熱；b.一杯開水放在桌面上冷卻；c.陽光照射下冰塊融化；d.鋸木頭時，鋸片發(fā)燙；e.人坐在火爐旁取暖；f.用打氣筒給自行車輪胎打氣后，打氣筒變熱．其中屬于做功使物體內(nèi)能改變的是________；屬于傳熱使物體內(nèi)能改變的是________．答案adfbce一、功與內(nèi)能的改變導(dǎo)學(xué)探究1．在焦耳的許多實驗中，有兩個最具有代表性：一個實驗是重物下落時帶動葉片轉(zhuǎn)動，攪拌容器中的水，水由于摩擦而溫度上升；另一個實驗是通過電流的熱效應(yīng)給液體加熱．焦耳的這兩個實驗說明了什么問題？答案絕熱過程中，外界對系統(tǒng)做的功僅由過程的始末狀態(tài)決定，與做功的具體過程和方式無關(guān)．2.如圖，在有機(jī)玻璃筒底放少量的硝化棉(燃點較低)，迅速壓下活塞，觀察硝化棉的變化．(1)你能看到什么現(xiàn)象？實驗現(xiàn)象說明了什么？(2)圖中用力按壓活塞時為什么一定要迅速？答案(1)可以看到硝化棉燃燒．實驗現(xiàn)象說明壓縮空氣做功，使空氣內(nèi)能增大，達(dá)到硝化棉的燃點后引起硝化棉燃燒．(2)迅速按下活塞是為了減少傳熱，盡量創(chuàng)造一個絕熱條件．知識深化1．內(nèi)能(1)物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的動能和勢能之和，因此物體的內(nèi)能是一個狀態(tài)量．(2)當(dāng)物體溫度變化時，分子平均動能變化；物體體積變化時，分子勢能發(fā)生變化．物體的內(nèi)能變化只由初、末狀態(tài)決定，與中間過程及方式無關(guān)．2．做功與內(nèi)能變化的關(guān)系(1)做功改變物體內(nèi)能的過程是其他形式的能(如機(jī)械能)與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程．(2)在絕熱過程中，外界對物體做功，則W>0，外界對物體做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，物體的內(nèi)能就增加多少；物體對外界做功，則W<0，物體對外界做多少功，就有多少內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，物體的內(nèi)能就減少多少．3.功與內(nèi)能的區(qū)別(1)功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量．(2)物體的內(nèi)能大，并不意味著做功多．在絕熱過程中，只有內(nèi)能變化越大時，相應(yīng)地做功才越多．特別提醒外界對某一系統(tǒng)做功時系統(tǒng)的內(nèi)能不一定增加，還要看該系統(tǒng)有沒有向外放熱，以及向外放熱的多少．例1如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動的絕熱活塞．今對活塞施加一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動一段距離后，氣體的體積減小．若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則被密封的氣體()A．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少B．溫度降低，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少C．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加D．溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加答案C解析向下壓活塞，活塞對氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，氣體的體積減小，氣體的壓強(qiáng)增大，故選C.針對訓(xùn)練某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成．開箱時，密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖所示．在此過程中，若缸內(nèi)氣體與外界無熱交換，忽略氣體分子間的相互作用，則缸內(nèi)氣體()A．對外做正功，分子的平均動能增大B．對外做正功，內(nèi)能增大C．對外做負(fù)功，分子的平均動能增大D．對外做正功，內(nèi)能減小答案D解析氣體膨脹，氣體對外做正功，又因為氣體與外界無熱量交換，由此可知氣體內(nèi)能減小，B錯誤，D正確；因忽略氣體分子間相互作用，沒有分子勢能，所以分子平均動能減小，A、C錯誤．二、熱與內(nèi)能的改變導(dǎo)學(xué)探究1．用鐵錘反復(fù)敲擊鐵棒，鐵棒的溫度會升高，把鐵棒放在炭火上燒，鐵棒的溫度也會升高，這說明了什么問題？答案說明做功和傳熱都能改變物體的內(nèi)能．2．如圖所示是傳熱的三種方式——傳導(dǎo)、對流和輻射．(1)這三種方式在傳遞能量時有什么共同點？(2)傳熱和做功都可以改變物體的內(nèi)能，這兩種方式在改變物體內(nèi)能時本質(zhì)上又有什么不同？答案(1)三種方式都是熱量從一個物體傳遞到另一個物體．(2)傳熱是內(nèi)能在物體間(或一個物體的不同部分之間)轉(zhuǎn)移，做功是其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化．知識深化1．在單純傳熱的過程中，系統(tǒng)從外界吸收多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少；系統(tǒng)向外界放出多少熱量，系統(tǒng)的內(nèi)能就減少多少．即ΔU＝U2－U1＝Q.2．傳熱改變物體內(nèi)能的過程是不同物體(或一個物體的不同部分)之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移．3．傳熱與物體的內(nèi)能的多少無關(guān)，只與兩個物體(或一個物體的兩部分)的溫度差有關(guān)，熱量總是從高溫物體自發(fā)地傳遞到低溫物體．例2(2021·泰安市高二檢測)如圖所示，太陽能熱水器是一種能夠?qū)⑻柕墓饽苻D(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置．這種裝置可以使裝置內(nèi)的水溫度升高，這種改變水的內(nèi)能的方式是()A．做功B．傳熱C．既有做功也有熱傳遞D．電流的熱效應(yīng)答案B解析太陽能熱水器是通過吸收太陽光的熱量，通過傳熱的方式將水加熱，故選B.例3一銅塊和一鐵塊，質(zhì)量相等，銅塊的溫度T1比鐵塊的溫度T2高，當(dāng)它們接觸在一起時，如果不和外界交換能量，則()A．從兩者開始接觸到熱平衡的整個過程中，銅塊內(nèi)能的減少量等于鐵塊內(nèi)能的增加量B．在兩者達(dá)到熱平衡以前的任意一段時間內(nèi)，銅塊內(nèi)能的減少量不等于鐵塊內(nèi)能的增加量C．達(dá)到熱平衡時，銅塊的溫度比鐵塊的低D．以上說法都不正確答案A解析熱平衡的條件是溫度相等，傳熱的方向是從溫度高的物體傳向溫度低的物體；因不和外界交換能量，則在傳熱過程中高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量，故A正確．三、內(nèi)能、功、熱量和溫度的區(qū)別和聯(lián)系1．熱量和內(nèi)能(1)內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，狀態(tài)確定，系統(tǒng)的內(nèi)能也隨之確定．要使系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化，可以通過傳熱和做功兩種方式來完成．(2)熱量是傳熱過程中的特征物理量，熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過程中所轉(zhuǎn)移的能量，是用來衡量物體內(nèi)能變化的，有過程，才有變化，離開過程，毫無意義．(3)對某一狀態(tài)而言，只有“內(nèi)能”，不存在“熱量”和“功”．不能說一個系統(tǒng)中含有多少熱量．2．熱量與溫度：熱量是系統(tǒng)的內(nèi)能變化的量度，而溫度是系統(tǒng)內(nèi)大量分子做無規(guī)則運動劇烈程度的標(biāo)志．傳熱的前提條件是兩個系統(tǒng)之間要有溫度差，傳遞的是熱量而不是溫度．3．改變內(nèi)能的兩種方式的比較比較項目做功傳熱內(nèi)能變化外界對物體做功，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)能減少物理實質(zhì)其他形式的能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化不同物體間或一個物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移相互聯(lián)系做一定量的功和傳遞相同量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的例4(2021·江蘇省江陰高級中學(xué)高二期中)對于熱量、功和物體的內(nèi)能這三個物理量，下列敘述正確的是()A．熱量、功、內(nèi)能三者的物理意義相同B．熱量和功都可以作為物體內(nèi)能的量度C．熱量、功、內(nèi)能的單位肯定不相同D．熱量和功是由過程決定的，而內(nèi)能是由物體的狀態(tài)決定的答案D解析熱量、功和內(nèi)能是三個不同的物理量，它們的物理意義不同，故A錯誤；功與熱量都可以作為物體內(nèi)能變化的量度，但不是物體內(nèi)能的量度，故B錯誤；熱量、功和內(nèi)能的單位相同，都是焦耳，故C錯誤；功和熱量由過程決定，內(nèi)能由物體的狀態(tài)決定，故D正確．考點一焦耳的實驗1．如圖所示為焦耳實驗裝置簡圖，用絕熱性能良好的材料將容器包好．重物下落帶動葉片攪拌容器里的水，引起水溫升高．關(guān)于這個實驗，下列說法正確的是()A．重物下落帶動葉片轉(zhuǎn)動，由于葉片向水傳遞熱量而使水的溫度升高B．做功增加了水的熱量C．做功增加了水的內(nèi)能D．做功和熱量是完全等價的，無區(qū)別答案C解析重物下落帶動葉片轉(zhuǎn)動，由于葉片對水做功而使水的溫度升高，故A錯誤．做功增加了水的內(nèi)能，而熱量只是傳熱過程中內(nèi)能改變的量度，所以做功與熱量是不同的，故C正確，B、D錯誤．2．如圖所示是焦耳在研究熱與功之間關(guān)系的兩個典型實驗，那么從焦耳的這兩個實驗中可得出的結(jié)論是()A．熱量可由高溫物體傳給低溫物體B．機(jī)械能守恒C．在各種不同的絕熱過程中，系統(tǒng)狀態(tài)的改變與做功的方式無關(guān)，僅與做功數(shù)量有關(guān)D．在各種不同的絕熱過程中，系統(tǒng)狀態(tài)的改變不僅與做功方式有關(guān)，還與做功數(shù)量有關(guān)答案C解析焦耳通過多次實驗，最后得到的結(jié)論是，在各種不同的絕熱過程中，系統(tǒng)狀態(tài)的改變與做功方式無關(guān)，僅與做功數(shù)量有關(guān)，故選項C正確，其余選項均不是焦耳實驗的結(jié)論．考點二功與內(nèi)能的改變3.如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖．M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動的過程中()A．外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大B．外界對氣體做功，氣體內(nèi)能減小C．氣體對外界做功，氣體內(nèi)能增大D．氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減小答案A解析筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，當(dāng)M向下滑動時，筒內(nèi)氣體體積變小，外界對氣體做功，使氣體的內(nèi)能增大，故選A.4.景頗族的祖先發(fā)明的點火器如圖所示，用牛角做套筒，木質(zhì)推桿前端粘著艾絨．猛推推桿，艾絨即可點燃，對筒內(nèi)封閉的氣體，在壓縮過程中()A．氣體溫度升高，壓強(qiáng)不變B．氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大C．氣體對外界做正功，氣體內(nèi)能增加D．外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能減少答案B解析在猛推推桿的過程中，氣體來不及和外界進(jìn)行熱交換，就認(rèn)為是絕熱過程，在壓縮過程中，外界對氣體做正功，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，壓強(qiáng)變大，故選B.5.如圖所示，活塞將汽缸分成甲、乙兩氣室，汽缸、活塞(連同拉桿)是絕熱的，且不漏氣．以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內(nèi)能，則在將拉桿緩慢向左拉的過程中()A．E甲不變，E乙減小 B．E甲不變，E乙增大C．E甲增大，E乙不變 D．E甲增大，E乙減小答案D解析由題意可知甲、乙兩氣室氣體都經(jīng)歷絕熱過程，內(nèi)能的改變?nèi)Q于做功的情況．對甲氣室內(nèi)的氣體，在拉桿緩慢向左拉的過程中，活塞左移，壓縮氣體，外界對甲氣室內(nèi)的氣體做功，其內(nèi)能增大；對乙氣室內(nèi)的氣體，活塞左移，氣體膨脹，乙氣室內(nèi)的氣體對外界做功，內(nèi)能減小，D正確．6.如圖所示，一個質(zhì)量為20kg的絕熱汽缸豎直放置，絕熱活塞的質(zhì)量為5kg，面積為0.1m2，處于靜止?fàn)顟B(tài)時，被封閉氣體的高度為50cm，現(xiàn)在活塞上方加一15kg的物體，待穩(wěn)定后，被封閉氣體的高度變?yōu)?0cm.求在這一過程中氣體的內(nèi)能增加了多少？(p0＝1.01×105Pa，g取10m/s2)答案1030J解析由于汽缸及活塞均絕熱，故外界對氣體所做的功全部轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，即ΔU＝W外＝(m活塞＋m物體)gΔh＋p0SΔh＝(5＋15)×10×0.1J＋1.01×105×0.1×0.1J＝1030J.考點三熱與內(nèi)能的改變7．關(guān)于傳熱，下列說法正確的是()A．傳熱的實質(zhì)是溫度的傳遞B．物體間存在溫度差，才能發(fā)生傳熱C．傳熱可以在任何情況下進(jìn)行D．物體內(nèi)能發(fā)生改變，一定是吸收或放出了熱量答案B解析傳熱的實質(zhì)是物體間能量的轉(zhuǎn)移，故A錯誤；傳熱的條件是物體間存在溫度差，高溫物體放出熱量，低溫物體吸收熱量，若兩物體溫度相同，它們之間便不會發(fā)生傳熱，故B正確，C錯誤；物體吸收或放出熱量，內(nèi)能會發(fā)生變化，但內(nèi)能變化不一定是傳熱引起的，也可能是做功引起的，故D錯誤．8．在外界不做功的情況下，物體的內(nèi)能增加了50J，下列說法正確的是()A．一定是物體放出了50J的熱量B．一定是物體吸收了50J的熱量C．一定是物體分子動能增加了50JD．一定是物體分子勢能增加了50J答案B解析在外界不做功的情況下，內(nèi)能的改變量等于傳遞的熱量，內(nèi)能增加50J，一定是吸收了50J的熱量，故A錯，B對；物體內(nèi)能包括所有分子的動能和勢能，內(nèi)能由分子數(shù)、分子平均動能、分子勢能共同決定，所以內(nèi)能增加了50J并不一定是分子動能增加了50J，也不一定是分子勢能增加了50J，故C、D錯．9．(2021·長沙市模擬)下列說法正確的是()A．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B．外界對物體做功，物體的內(nèi)能一定增大C．物體吸收熱量，溫度一定升高D．熱量總是由內(nèi)能大的物體流向內(nèi)能小的物體答案A解析熱量和功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量，故A選項正確；引起物體內(nèi)能的變化有做功和傳熱兩種途徑，單就一個方面不足以斷定其內(nèi)能的變化，故B選項錯誤；在晶體熔化和液體沸騰過程中，物體要不斷地吸收熱量，但物體的溫度不變，這時內(nèi)能的增加主要表現(xiàn)在內(nèi)部分子勢能的增加，故C選項錯誤；兩物體之間熱量的流向只與它們的溫度有關(guān)，與它們內(nèi)能的大小無關(guān)，故D選項錯誤．10．(2021·臨沂市期中)A、B兩物體之間接觸，但沒有發(fā)生傳熱，則()A．兩物體所含的熱量相等B．兩物體內(nèi)能相等C．兩物體的溫度相等D．兩物體的內(nèi)能一定相等答案C解析處于熱平衡的兩物體溫度一定相等，不發(fā)生傳熱．物體的內(nèi)能取決于物體的物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)，溫度相等，內(nèi)能不一定相等，故選C.11．關(guān)于內(nèi)能，下列說法正確的是()A．物體的內(nèi)能包括物體運動的動能B．0℃的水結(jié)冰過程中溫度不變，內(nèi)能減小C．提起重物，因為提力做正功，所以物體內(nèi)能增大D．摩擦冰塊使其融化是采用傳熱的方式改變物體的內(nèi)能答案B解析物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的總動能和分子勢能之和，不包括物體運動的動能，選項A錯誤；0℃的水結(jié)冰過程中溫度不變，因要放熱，則內(nèi)能減小，選項B正確；提起重物，因為提力做正功，所以物體機(jī)械能變大，但是內(nèi)能不一定增大，選項C錯誤；摩擦冰塊使其融化是采用做功的方式改變物體的內(nèi)能，選項D錯誤．12.(2021·江蘇省鎮(zhèn)江第一中學(xué)高二月考)如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空．現(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴(kuò)散至整個汽缸．待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積．假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣．下列說法不正確的是()A．氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C．在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對外界做功D．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功答案C解析氣體自由膨脹，不對外做功，又是絕熱汽缸，沒有傳熱，故內(nèi)能不變，A正確，C錯誤；氣體被壓縮的過程，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大，B、D正確．13.如圖所示，在廣口玻璃瓶內(nèi)裝一些水，水的上方有水蒸氣．然后用一與打氣筒相連的瓶塞密閉瓶口，并給瓶內(nèi)打氣，當(dāng)打到某一狀態(tài)時，瓶塞會跳起來．當(dāng)瓶塞跳起時，我們會看到瓶內(nèi)出現(xiàn)了“白霧”．對于“白霧”的形成，下列說法正確的是()A．這些“白霧”是當(dāng)瓶塞跳起后外界的水蒸氣在瓶口遇冷形成的小水珠B．這是打氣筒向瓶內(nèi)打進(jìn)去的水蒸氣C．這是瓶內(nèi)的水向外膨脹形成的水霧D．瓶內(nèi)空氣推動瓶塞做功，空氣的內(nèi)能減少，溫度降低，使水蒸氣液化形成小水滴答案D解析當(dāng)用打氣筒向瓶內(nèi)打氣時，外界對系統(tǒng)做功，使系統(tǒng)的內(nèi)能增加，溫度升高，壓強(qiáng)增大，使瓶塞從瓶口中噴出．形成“白霧”的原因是，在塞子突然跳起時，氣體絕熱膨脹對外做功，內(nèi)能減少，溫度下降，水蒸氣有一部分液化成小水滴，故選D.2熱力學(xué)第一定律3能量守恒定律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.理解熱力學(xué)第一定律，并會運用于分析和計算.2.理解并會運用能量守恒定律.3.知道什么是第一類永動機(jī)及其不可能制成的原因．一、熱力學(xué)第一定律1．改變內(nèi)能的兩種方式：做功與傳熱．兩者對改變系統(tǒng)的內(nèi)能是等價的．2．熱力學(xué)第一定律：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能變化量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和．3．熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式：ΔU＝Q＋W.4．熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用：(1)W的正負(fù)：外界對系統(tǒng)做功時，W取正值；系統(tǒng)對外界做功時，W取負(fù)值．(均選填“正”或“負(fù)”)(2)Q的正負(fù)：外界對系統(tǒng)傳遞的熱量Q取正值；系統(tǒng)向外界傳遞的熱量Q取負(fù)值．(均選填“正”或“負(fù)”)二、能量守恒定律1．探索能量守恒的足跡2．能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(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．3．永動機(jī)不可能制成(1)第一類永動機(jī)：不需要任何動力或燃料，卻能不斷地對外做功的機(jī)器．(2)第一類永動機(jī)由于違背了能量守恒定律，所以不可能制成．1．判斷下列說法的正誤．(1)外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能一定增加．(×)(2)一個系統(tǒng)的內(nèi)能增加量等于外界向它傳遞的熱量．(×)(3)物體與外界沒有熱交換，物體的內(nèi)能也可能是增加的．(√)(4)運動的物體在阻力作用下會停下來，說明機(jī)械能憑空消失了．(×)(5)違背能量守恒定律的過程是不可能發(fā)生的．(√)2．氣體膨脹對外做功100J，同時從外界吸收了120J的熱量，它的內(nèi)能的變化可能是()A．減小20J B．增大20JC．減小220J D．增大220J答案B一、熱力學(xué)第一定律導(dǎo)學(xué)探究如圖所示，快速推動活塞對汽缸內(nèi)氣體做功10J，氣體內(nèi)能改變了多少？若保持氣體體積不變，汽缸向外界傳遞10J的熱量，氣體內(nèi)能改變了多少？若推動活塞對汽缸內(nèi)氣體做功10J的同時，汽缸向外界傳遞10J的熱量，氣體的內(nèi)能改變了多少？答案內(nèi)能增加了10J減少了10J沒改變知識深化1．對公式ΔU＝Q＋W符號的規(guī)定符號WQΔU＋體積減小，外界對熱力學(xué)系統(tǒng)做功熱力學(xué)系統(tǒng)吸收熱量內(nèi)能增加－體積增大，熱力學(xué)系統(tǒng)對外界做功熱力學(xué)系統(tǒng)放出熱量內(nèi)能減少2.氣體狀態(tài)變化的幾種特殊情況(1)絕熱過程：Q＝0，則ΔU＝W，系統(tǒng)內(nèi)能的增加(或減少)量等于外界對系統(tǒng)(或系統(tǒng)對外界)做的功．(2)等容過程：W＝0，則ΔU＝Q，系統(tǒng)內(nèi)能的增加量(或減少量)等于系統(tǒng)從外界吸收(或系統(tǒng)向外界放出)的熱量．(3)等溫過程：始末狀態(tài)一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＝－Q(或Q＝－W)，外界對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)向外界放出的熱量(或系統(tǒng)向外界吸收的熱量等于系統(tǒng)對外界做的功)．3．判斷氣體是否做功的方法一般情況下看氣體的體積是否變化．(1)若氣體體積增大，表明氣體對外界做功，W<0.(2)若氣體體積減小，表明外界對氣體做功，W>0.4．應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的一般步驟(1)根據(jù)符號法則寫出各已知量(W、Q、ΔU)的正負(fù)；(2)根據(jù)方程ΔU＝W＋Q求出未知量；(3)再根據(jù)未知量結(jié)果的正負(fù)來確定吸放熱情況、做功情況或內(nèi)能變化情況．例1(2021·舟曲縣第一中學(xué)高二期末)一定質(zhì)量的氣體在某一過程中，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答案B解析因為外界對氣體做功，W取正值，即W＝8×104J；氣體內(nèi)能減少，ΔU取負(fù)值，即ΔU＝－1.2×105J；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105J－8×104J＝－2×105J，故選B.例2(2021·濟(jì)南市期中)如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱汽缸固定在水平面上，其右端由于有擋板，厚度不計的絕熱活塞不能離開汽缸，汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞距汽缸右端的距離為0.2m．現(xiàn)對封閉氣體加熱，活塞緩慢移動，一段時間后停止加熱，此時封閉氣體的壓強(qiáng)變?yōu)?×105Pa.已知活塞的橫截面積為0.04m2，外部大氣壓強(qiáng)為1×105Pa，加熱過程中封閉氣體吸收的熱量為2000J，則封閉氣體的內(nèi)能變化量為()A．400J B．1200JC．2000J D．2800J答案B解析由題意可知，氣體先等壓變化，到活塞運動到擋板處再發(fā)生等容變化，等壓變化過程氣體對外做功，做功為W＝－p0Sx＝－1×105×0.04×0.2J＝－800J，由熱力學(xué)第一定律可知，封閉氣體的內(nèi)能變化量為ΔU＝W＋Q＝(－800＋2000)J＝1200J，故選B.二、能量守恒定律永動機(jī)不可能制成導(dǎo)學(xué)探究如圖為一種所謂“全自動”的機(jī)械手表，既不需要上發(fā)條，也不用任何電源，卻能不停地走下去．這是不是一種永動機(jī)？如果不是，維持表針走動的能量是從哪兒來的？答案這不是永動機(jī)．手表戴在手腕上，通過手臂的運動，機(jī)械手表獲得能量，供手表指針走動．若將此手表長時間放置不動，它就會停下來．知識深化1．能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化(1)各種運動形式都有對應(yīng)的能：機(jī)械運動有機(jī)械能，分子的熱運動有內(nèi)能，還有電磁能、化學(xué)能、核能等．(2)各種形式的能，通過某種方式可以相互轉(zhuǎn)化．例如：利用電爐取暖或燒水，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；煤燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；列車剎車后，輪子溫度升高，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．2．能量守恒的兩種表達(dá)(1)某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等．(2)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等．3．第一類永動機(jī)不可能制成的原因分析如果沒有外界供給熱量而對外做功，由ΔU＝W＋Q知，系統(tǒng)內(nèi)能將減小．若想源源不斷地做功，在無外界能量供給的情況下是不可能的．例3下列對能量守恒定律的認(rèn)識不正確的是()A．某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加B．某個物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加C．不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機(jī)器——第一類永動機(jī)是不可能制成的D．石子從空中落下，最后停止在地面上，說明機(jī)械能消失了答案D解析A選項是指不同形式的能量間的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒的；B選項是指能量在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中能量是守恒的，這正好是能量守恒定律的兩個方面——轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移；第一類永動機(jī)是不可能制成的，它違背了能量守恒定律，A、B、C正確．D選項中石子的機(jī)械能在變化，因受空氣阻力作用，機(jī)械能減少，但機(jī)械能并沒有消失，而是轉(zhuǎn)化成其他形式的能，D錯誤．例4如圖所示，上端開口、粗細(xì)均勻的U形管的底部中間有一閥門，開始閥門關(guān)閉，兩管中的水面高度差為h.現(xiàn)將閥門打開，最終兩管水面相平，則這一過程中()A．大氣壓做正功，重力做負(fù)功，水的內(nèi)能不變B．大氣壓不做功，重力做正功，水的內(nèi)能增大C．大氣壓不做功，重力做負(fù)功，水的內(nèi)能增大D．大氣壓做負(fù)功，重力做正功，水的內(nèi)能不變答案B解析由于兩管粗細(xì)相同，作用在水上的大氣壓力不做功；水流動過程中重心下降，重力做正功，水的重力勢能減少，減少的重力勢能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故水的內(nèi)能增大，選項B對，A、C、D錯．三、氣體實驗定律與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用導(dǎo)學(xué)探究如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由a狀態(tài)變化到b狀態(tài)，請在圖像基礎(chǔ)上思考以下問題：(1)在變化過程中是氣體對外界做功，還是外界對氣體做功？(2)在變化過程中氣體吸熱，還是向外放熱？氣體內(nèi)能如何變化？答案(1)由a狀態(tài)變化到b狀態(tài)，氣體體積變大，因此氣體對外界做功，即W<0.(2)由p－V圖像知從a狀態(tài)變化到b狀態(tài)，體積變大而壓強(qiáng)不變，則溫度升高，故ΔU>0.由ΔU＝W＋Q得Q>0，即氣體吸熱，內(nèi)能增加．知識深化熱力學(xué)第一定律與理想氣體狀態(tài)方程結(jié)合問題的分析思路：(1)利用體積的變化分析做功情況．氣體體積增大，氣體對外界做功；氣體體積減小，外界對氣體做功．(2)利用溫度的變化分析理想氣體內(nèi)能的變化．一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，溫度升高，內(nèi)能增加；溫度降低，內(nèi)能減少．(3)利用熱力學(xué)第一定律判斷是吸熱還是放熱．由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，則Q＝ΔU－W，若已知氣體的做功情況和內(nèi)能的變化情況，即可判斷氣體狀態(tài)變化是吸熱過程還是放熱過程．例5(2021·淮安市高二期中)一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過程可用如圖所示的p－V圖線描述，其中D→A為等溫線，氣體在狀態(tài)A時溫度為TA＝300K，試求：(1)氣體在狀態(tài)C時的溫度TC；(2)若氣體在A→B過程中吸熱1000J，則在A→B過程中氣體內(nèi)能如何變化？變化了多少？答案(1)375K(2)增加了400J解析(1)D→A為等溫線，則TD＝TA＝300K氣體由C到D為等壓變化，由蓋－呂薩克定律得：eq\f(VC,TC)＝eq\f(VD,TD)得：TC＝eq\f(VCTD,VD)＝375K；(2)氣體由A到B為等壓變化，則W＝－pΔV＝－2×105×3×10－3J＝－600J，由熱力學(xué)第一定律得ΔU＝Q＋W＝1000J－600J＝400J，則氣體內(nèi)能增加了400J.例6(2021·南京市高二期末)如圖所示，一個開口向下內(nèi)壁光滑的汽缸豎直吊在天花板上．汽缸口設(shè)有卡口，厚度不計的活塞橫截面積S＝2×10－3m2，質(zhì)量m＝4kg，活塞只能在汽缸內(nèi)活動，活塞距汽缸底部h1＝20cm，距缸口h2＝10cm.汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體．已知環(huán)境的溫度為T1＝300K，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，g＝10m/s2，汽缸與活塞導(dǎo)熱性能良好．升高環(huán)境溫度使活塞緩慢下降到缸口，繼續(xù)升高溫度至T2＝900K時．(1)求此時氣體壓強(qiáng)；(2)在此過程中氣體從外界吸收Q＝30J的熱量，求氣體內(nèi)能的增加量ΔU.答案(1)1.6×105Pa(2)14J解析(1)設(shè)氣體初狀態(tài)壓強(qiáng)為p1，對活塞由平衡條件得p0S＝p1S＋mg解得p1＝8×104Pa氣體初狀態(tài)的溫度T1＝300K，體積V1＝h1S氣體末狀態(tài)的溫度T2＝900K，體積V2＝(h1＋h2)S對缸內(nèi)封閉氣體，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)解得p2＝1.6×105Pa(2)對于封閉氣體，在此過程中外界對氣體做功為W＝－p1·ΔV＝－8×104×2×10－3×0.1J＝－16J由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q氣體增加的內(nèi)能為ΔU＝－16J＋30J＝14J.針對訓(xùn)練1(2021·鹽城市高二期末)如圖所示，粗細(xì)均勻的玻璃管，長為L、內(nèi)橫截面積為S，將其固定在水平面上并保持平衡狀態(tài)，A端封閉，B端開口，在B端用厚度不計的輕質(zhì)活塞進(jìn)行封閉，用力推活塞緩慢向里移動x時停止，該過程推力對活塞做功為WF.設(shè)整個過程管內(nèi)氣體溫度不變，管內(nèi)氣體視為理想氣體，活塞與玻璃管壁間的摩擦不計，外界大氣壓強(qiáng)為p0.求：(1)活塞移動x時，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)px；(2)活塞移動x過程，氣體與外界傳遞的熱量Q.答案(1)eq\f(p0L,L－x)(2)－(p0xS＋WF)解析(1)以理想氣體為研究對象，初狀態(tài)p1＝p0，V1＝LS末狀態(tài)p2＝px，V2＝(L－x)S由于氣體溫度不變，由玻意耳定律p1V1＝p2V2聯(lián)立方程解得px＝eq\f(p0L,L－x)(2)在整個過程中，外界對氣體做功W＝p0xS＋WF，氣體溫度不變ΔU＝0，由熱力學(xué)第一定律有ΔU＝W＋Q，聯(lián)立方程解得Q＝－(p0xS＋WF)針對訓(xùn)練2(2022·南通市高二期末)如圖所示，一絕熱汽缸質(zhì)量m＝20kg、深度H＝25cm，放在水平地面上，汽缸與地面的動摩擦因數(shù)μ＝0.5.輕質(zhì)絕熱活塞面積S＝100cm2與輕桿連接固定在豎直墻上，輕桿保持水平，光滑活塞與汽缸內(nèi)壁密封一定質(zhì)量的理想氣體，氣體溫度為t0＝27℃，活塞到汽缸底的距離為h＝22cm，桿中恰無彈力．現(xiàn)用缸內(nèi)的加熱裝置對缸內(nèi)氣體緩慢加熱，氣體的內(nèi)能滿足關(guān)系式U＝aT(a＝2.0J/K)，汽缸與地面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，取g＝10m/s2.求：(1)汽缸相對地面剛開始滑動時，缸內(nèi)氣體的溫度T；(2)汽缸滑動后，繼續(xù)緩慢加熱，汽缸緩慢移動，直至活塞恰到汽缸口，求這個過程氣體吸收的熱量Q.答案(1)330K(2)123J解析(1)由題意得開始時桿中恰無彈力，則初狀態(tài)p1＝p0＝1.0×105Pa，T1＝300K,當(dāng)汽缸相對地面剛開始滑動時，對汽缸受力分析得p2S＝p0S＋μmg，解得p2＝1.1×105Pa則由查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T)，解得汽缸相對地面剛開始滑動時，缸內(nèi)氣體的溫度T＝330K(2)由題意汽缸緩慢移動，所以為等壓變化過程，則初狀態(tài)V1＝Sh，T3＝T＝330K當(dāng)活塞恰到汽缸口時，滿足V2＝SH由蓋－呂薩克定律得eq\f(V1,T3)＝eq\f(V2,T4)解得T4＝375K又因為U＝aT所以ΔU＝375×2J－330×2J＝90J又因為汽缸滑動后，直至活塞恰到汽缸口過程中，氣體做功為W＝p2ΔV＝－33J由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W解得Q＝123J.考點一熱力學(xué)第一定律1．(2021·江蘇省響水中學(xué)高二期末)下列說法正確的是()A．物體放出熱量，其內(nèi)能一定減少B．物體對外做功，其內(nèi)能一定減少C．物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加D．物體放出熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能不變答案C解析物體放出熱量，若外界對物體做的功大于放出的熱量，內(nèi)能可能增加，故A錯誤；物體對外做功，若同時從外界吸收的熱量大于對外做的功，則內(nèi)能增加，故B錯誤；物體吸收熱量，Q>0，同時對外做功，W<0，則其內(nèi)能可能不變，可能增加，也可能減少，故C正確；物體放出熱量，Q＜0，同時對外做功，W＜0，則ΔU＜0，故內(nèi)能一定減少，故D錯誤．2.如圖所示是密閉的汽缸，外力推動活塞P壓縮一定質(zhì)量的理想氣體，對缸內(nèi)氣體做功800J，同時氣體向外界放熱200J，缸內(nèi)氣體的()A．溫度升高，內(nèi)能增加600JB．溫度升高，內(nèi)能減少200JC．溫度降低，內(nèi)能增加600JD．溫度降低，內(nèi)能減少200J答案A解析由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q.其中W＝800J，Q＝－200J，則ΔU＝600J．內(nèi)能增加，則溫度升高，故選A.3．二氧化碳是導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”的主要原因之一，目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù)．在某次實驗中，將一定質(zhì)量的二氧化碳?xì)怏w封閉在一個可自由壓縮的導(dǎo)熱容器中，將容器緩慢移到海水某深處，氣體體積減小為原來的一半，不計溫度的變化，二氧化碳可視為理想氣體，則此過程中()A．封閉氣體對外界做正功B．封閉氣體從外界吸收熱量C．封閉氣體分子的平均動能不變D．封閉氣體內(nèi)能增加答案C解析因為不計氣體的溫度變化，氣體分子的平均動能不變，即ΔU＝0，選項C正確，D錯誤；因為氣體體積減半，故外界對氣體做功，即W>0，選項A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律：ΔU＝W＋Q，可知Q<0，即氣體放出熱量，選項B錯誤．4．(2021·蘇州市高二期中)有一種在超市中常見的“強(qiáng)力吸盤掛鉤”如圖甲所示．圖乙、圖丙是其工作原理示意圖．使用時，按住鎖扣把吸盤緊壓在墻上(如圖乙)，然后把鎖扣扳下(如圖丙)，讓鎖扣以盤蓋為依托把吸盤向外拉出，使吸盤牢牢地被固定在墻壁上，若吸盤內(nèi)氣體可視為理想氣體，且溫度始終保持不變．則此過程中()A．吸盤內(nèi)氣體要吸收熱量B．吸盤內(nèi)氣體要放出熱量C．吸盤被向外拉出過程中，吸盤內(nèi)氣體不對外界做功D．吸盤內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大答案A解析吸盤內(nèi)氣體體積增大，氣體對外做功，W<0，由于氣體溫度不變，氣體內(nèi)能不變，ΔU＝0，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W>0，吸盤內(nèi)氣體要吸收熱量，A正確，B、C錯誤；吸盤內(nèi)氣體溫度不變而體積變大，由玻意耳定律pV＝C可知，吸盤內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，D錯誤．5．(2021·淮安市高二期中)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V－T圖像如圖所示．下列說法正確的有()A．B→C的過程中，氣體壓強(qiáng)不變B．A→B的過程中，氣體吸收熱量C．A→B的過程中，氣體對外界做功D．A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加答案A解析由題圖可知，B→C過程，V－T圖線是過原點的直線，即為等壓線，所以該過程氣體壓強(qiáng)不變，故A正確；由題圖可知，A→B的過程中，氣體溫度不變而體積減小，氣體內(nèi)能不變，外界對氣體做功，即ΔU＝0，W＞0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知Q＝ΔU－W＝－W＜0，氣體放出熱量，故B、C錯誤；由題圖可知，A→B→C過程中，氣體溫度降低，氣體內(nèi)能減少，故D錯誤．考點二能量守恒定律永動機(jī)不可能制成6．“第一類永動機(jī)”是不可能制成的，這是因為()A．它不符合機(jī)械能守恒定律B．它違背了能量守恒定律C．沒有合理的設(shè)計方案D．找不到合適的材料答案B解析第一類永動機(jī)不可能制成的原因是違背了能量守恒定律，故B正確．7．在一個密閉絕熱的房間里，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解析冰箱只是把冰箱內(nèi)的熱量移到外面，但在密閉絕熱的房間中，冰箱門打開，冰箱在不工作時，整個房間內(nèi)的熱量是不變的，而在工作時有電在做功，產(chǎn)生焦耳熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律可知室內(nèi)溫度升高了．故選C.8．(2021·江蘇省新橋高級中學(xué)高二期中)用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如圖所示，充氣袋四周被擠壓時，假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，則袋內(nèi)氣體()A．體積減小，內(nèi)能增大B．體積減小，壓強(qiáng)減小C．對外界做負(fù)功，內(nèi)能減小D．對外界做正功，壓強(qiáng)減小答案A解析實際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太大時可看作理想氣體．充氣袋被擠壓，氣體體積減小，外界對氣體做正功，則W>0，即氣體對外界做負(fù)功，由于袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，即Q＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q知，內(nèi)能增大，選項A正確、C錯誤．根據(jù)eq\f(pV,T)＝C可判斷壓強(qiáng)一定增大，選項B、D錯誤．9.(2021·淮安市高二期中)水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲水罐示意圖，如圖所示．從儲水罐充氣口充入氣體，達(dá)到一定壓強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口．扣動扳機(jī)將閥門M打開，水即從槍口噴出．若在不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體()A．壓強(qiáng)變大B．對外界做功C．對外界放熱D．分子平均動能變大答案B解析隨著水向外噴出，氣體的體積增大，由于溫度不變，根據(jù)pV＝C，可知氣體壓強(qiáng)減小，A錯誤；由于氣體體積膨脹，對外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，一定從外界吸收熱量，B正確，C錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，由于溫度不變，分子的平均動能不變，D錯誤．10．(2021·青島市高二期中)美麗的氫氣球是很多小孩喜歡的玩具，將一個氫氣球釋放，它就會在空中持續(xù)上升，環(huán)境溫度會降低，氣球體積略微變大，若氫氣球不漏氣，下列說法正確的是()A．氣體分子平均間距減小B．氣體的壓強(qiáng)不會發(fā)生變化C．外界將對氫氣球內(nèi)氣體做正功D．氣體放出的熱量小于內(nèi)能的減少量答案D解析氣球體積變大，氣體的分子數(shù)不變，氣體分子平均間距增大，故A錯誤；氣球在上升的過程中，環(huán)境溫度會降低，氣球體積變大，由eq\f(pV,T)＝C可知，氣體壓強(qiáng)減小，故B錯誤；氣球體積變大，外界對氣體做負(fù)功，故C錯誤；根據(jù)ΔU＝W＋Q，因溫度降低則ΔU<0，外界對氣體做負(fù)功，W<0，氣體同時放出熱量，Q<0，故放出的熱量小于內(nèi)能的減少量，故D正確．11.夏天，從湖底形成一個氣泡，在緩慢上升到湖面的過程中沒有破裂，如圖所示．若越接近水面，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，下列說法正確的是()A．外界對氣泡內(nèi)氣體做功B．氣泡內(nèi)氣體分子平均動能增大C．氣泡內(nèi)氣體溫度升高導(dǎo)致放熱D．氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)可能不變答案B解析氣泡內(nèi)氣體壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh，氣泡上升過程中，其壓