適用于新高考新教材廣西專(zhuān)版2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第14章熱學(xué)第3節(jié)熱力學(xué)定律與能量守恒定律課件

第3節(jié)熱力學(xué)定律與能量守恒定律第十四章強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略一、熱力學(xué)第一定律1.改變物體內(nèi)能的兩種方式

物體吸收熱量?jī)?nèi)能不一定增大(1)

;

(2)

。

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(duì)它所做的功的和。(2)表達(dá)式:ΔU=

。

做功熱傳遞Q+W二、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

為另一種形式,或者是從一個(gè)物體

到別的物體,在

或

的過(guò)程中,能量的總量保持不變。

2.條件性能量守恒定律是自然界的

,某一種形式的能是否守恒是有條件的。

3.第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能制成的,它違背了

。

轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移普遍規(guī)律能量守恒定律三、熱力學(xué)第二定律1.熱力學(xué)第二定律的兩種表述(1)按照熱傳遞的方向性可表述為:熱量不能

從低溫物體傳到高溫物體。這是熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述。

(2)按照機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性可表述為:

從單一熱庫(kù)吸收熱量,使之完全變成功,而不產(chǎn)生其他影響。這是熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述。

自發(fā)地不可能2.熱力學(xué)第二定律的微觀意義:一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性

的方向進(jìn)行。

說(shuō)明:(1)熱力學(xué)第二定律的上述兩種表述是等價(jià)的,可以從一種表述推導(dǎo)出另一種表述。(2)熱力學(xué)第二定律又叫熵增加原理,即在任何自然過(guò)程中,一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減少。增大易錯(cuò)辨析

(1)做功和熱傳遞的實(shí)質(zhì)是相同的。(

)(2)絕熱過(guò)程中,外界壓縮氣體做功,氣體的內(nèi)能一定減少。(

)(3)物體吸收熱量,同時(shí)對(duì)外做功,內(nèi)能可能不變。(

)(4)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。(

)××√×應(yīng)用提升1.(多選)夏天,從湖底形成的一個(gè)氣泡在緩慢上升到湖面的過(guò)程中沒(méi)有破裂。越接近水面,湖內(nèi)水的溫度越高,大氣壓強(qiáng)沒(méi)有變化,將氣泡內(nèi)氣體看成理想氣體。則上升過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的是(

)A.氣泡內(nèi)氣體對(duì)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)可能不變答案

AC

解析

氣泡上升過(guò)程中,溫度升高,壓強(qiáng)減小,則根據(jù)

=C可知,體積變大,氣體對(duì)外界做功,選項(xiàng)A正確;氣泡的溫度升高,則氣體分子的平均動(dòng)能變大,并非氣泡內(nèi)每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都變大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;氣體溫度升高,內(nèi)能變大,氣體對(duì)外界做功,根據(jù)ΔU=W+Q可知,氣泡內(nèi)氣體從外界吸收熱量,選項(xiàng)C正確;因大氣壓強(qiáng)不變,則隨水深度的減小,氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.(2022江蘇南京模擬)歷史上曾有許多人企圖發(fā)明制造永動(dòng)機(jī),先是第一類(lèi)永動(dòng)機(jī),后是第二類(lèi)永動(dòng)機(jī),都成了鏡花水月。正是對(duì)永動(dòng)機(jī)不可能制成的論證中,人類(lèi)發(fā)現(xiàn)了能量守恒定律及能量轉(zhuǎn)化的方向性。關(guān)于永動(dòng)機(jī),下列說(shuō)法正確的是(

)A.第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了機(jī)械能守恒定律B.第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律C.第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了能量轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的不可逆性D.隨著科技的發(fā)展和人類(lèi)的進(jìn)步,第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)終會(huì)成功答案

C

解析

第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律,不可能制造成功,故A、D錯(cuò)誤;第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律,即違背能量轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的不可逆性,但不違背能量守恒定律,故B錯(cuò)誤,C正確。3.(人教版教材選擇性必修第三冊(cè)P64習(xí)題改編)如圖所示,固定汽缸內(nèi)由活塞封閉一定質(zhì)量的氣體,開(kāi)始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),用手拉動(dòng)活塞緩慢向左移動(dòng)x,移動(dòng)過(guò)程中活塞與汽缸的摩擦忽略不計(jì),汽缸導(dǎo)熱性能良好,環(huán)境溫度保持不變。大氣壓強(qiáng)為p0,活塞面積為S,試分析氣體是吸熱還是放熱?答案

吸熱解析

汽缸導(dǎo)熱性能良好,環(huán)境溫度保持不變,故氣體的內(nèi)能不變,氣體對(duì)外做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,故氣體吸收熱量。增素能精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律[自主探究]1.熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過(guò)程是等效的,而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的關(guān)系。2.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3.幾種特殊情況(1)若過(guò)程是絕熱的,則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)若過(guò)程中不做功,即W=0,則Q=ΔU,物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量。(3)若過(guò)程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變,即ΔU=0,則W+Q=0或W=-Q,外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量。4.兩類(lèi)永動(dòng)機(jī)的比較

分

類(lèi)第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)第二類(lèi)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(duì)外做功的機(jī)器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【對(duì)點(diǎn)演練】1.(2023廣東清遠(yuǎn)期末)騎自行車(chē)既是安全、綠色的出行方式之一,又是比較不錯(cuò)的有氧運(yùn)動(dòng)。山地自行車(chē)安裝了氣壓式減震裝置來(lái)抵抗顛簸從而受到不少人的喜愛(ài),其原理如圖所示。如果路面不平,隨著騎行時(shí)自行車(chē)的顛簸,活塞上下振動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(

)A.活塞迅速下壓時(shí)汽缸內(nèi)的氣體對(duì)外界做負(fù)功B.活塞迅速下壓時(shí)汽缸內(nèi)的氣體溫度可能減小C.活塞迅速下壓時(shí)汽缸內(nèi)的氣體的壓強(qiáng)減小D.活塞迅速下壓時(shí)汽缸內(nèi)的氣體的內(nèi)能減小A解析

當(dāng)活塞迅速下壓時(shí)外界對(duì)氣體做功(汽缸內(nèi)的氣體對(duì)外界做負(fù)功),且來(lái)不及熱交換,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,氣體的內(nèi)能增大,溫度升高,汽缸內(nèi)的氣體分子平均動(dòng)能增大,氣體的體積減小,則氣體壓強(qiáng)增大,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。2.(2023廣東廣州期末)如圖所示,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,右側(cè)與絕熱活塞之間是真空的。現(xiàn)將隔板抽開(kāi),氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)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(lái)的體積。整個(gè)過(guò)程不漏氣,則下列說(shuō)法正確的是(

)A.氣體被壓縮過(guò)程中內(nèi)能增大B.氣體自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中內(nèi)能減小C.氣體自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中,氣體分子的平均速率增大D.氣體被壓縮過(guò)程中,溫度升高,所有分子的速率都增大A解析

由熱力學(xué)第一定律得ΔU=Q+W,氣體被壓縮過(guò)程中,外界對(duì)氣體做功,W為正值,汽缸為絕熱汽缸,氣體與外界沒(méi)有熱傳遞,Q為零,則ΔU為正值,氣體內(nèi)能增大,故A正確。氣體自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中,與外界沒(méi)有熱傳遞,Q為零,氣體對(duì)外界做功為零,則ΔU為零,氣體內(nèi)能不變,故B錯(cuò)誤。氣體自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中,氣體內(nèi)能不變,分子平均速率不變,故C錯(cuò)誤。氣體被壓縮過(guò)程中,氣體內(nèi)能增大,則氣體溫度升高,分子的平均速率增大,但不是每一個(gè)分子的速率都增大,故D錯(cuò)誤。3.(2023廣東江門(mén)一模)內(nèi)壁光滑的U形導(dǎo)熱汽缸用不計(jì)質(zhì)量的輕活塞封閉一定體積的空氣(可視為理想氣體),浸在盛有大量冰水混合物的水槽中,活塞在水面下,如圖所示?，F(xiàn)在輕活塞上方緩慢倒入沙子,下列說(shuō)法正確的是(

)A.封閉空氣分子的平均動(dòng)能增大B.活塞壓縮封閉空氣做功,封閉空氣內(nèi)能增大C.封閉空氣的壓強(qiáng)變大D.封閉空氣從外界吸收了熱量C解析

當(dāng)將沙子緩慢倒在汽缸活塞上時(shí),氣體被壓縮,體積減小,外界對(duì)氣體做功,但由于汽缸導(dǎo)熱,浸在盛有大量冰水混合物的水槽中,因此汽缸內(nèi)氣體的溫度不變,則氣體的內(nèi)能不變,溫度是衡量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,則分子平均動(dòng)能不變,故A、B錯(cuò)誤。外界對(duì)氣體做功,氣體體積減小,單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增多,而汽缸導(dǎo)熱,溫度不變,氣體分子平均運(yùn)動(dòng)速率不變,則比起之前狀態(tài),單位時(shí)間內(nèi)單位體積的分子對(duì)器壁的碰撞次數(shù)增加,根據(jù)壓強(qiáng)微觀含義,封閉氣體的壓強(qiáng)增大,故C正確。根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W,由于汽缸導(dǎo)熱,封閉氣體的溫度不變,即內(nèi)能不變,而外界又對(duì)氣體做功,因此氣體要向外界放熱,故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二熱力學(xué)第二定律[自主探究]1.熱力學(xué)第二定律的理解(1)在熱力學(xué)第二定律的表述中“自發(fā)地”“不產(chǎn)生其他影響”的含義①“自發(fā)地”指明了熱傳遞現(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”是說(shuō)發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成,對(duì)周?chē)h(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(guò)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(guò)程都具有方向性。(3)熱力學(xué)過(guò)程方向性實(shí)例

(4)熱力學(xué)第二定律的微觀意義:一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行。2.熱力學(xué)第一、第二定律的比較

定律熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第二定律定律揭示的問(wèn)題從能量守恒的角度揭示了功、熱量和內(nèi)能改變量三者的關(guān)系指出自然界中出現(xiàn)的宏觀過(guò)程是有方向性的機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化當(dāng)摩擦力做功時(shí),機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能不可能在不引起其他變化的情況下完全變成機(jī)械能表述形式只有一種表述形式有多種表述形式兩定律的關(guān)系在熱力學(xué)中,兩者既相互獨(dú)立,又互為補(bǔ)充,共同構(gòu)成了熱力學(xué)知識(shí)的理論基礎(chǔ)【對(duì)點(diǎn)演練】4.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的敘述,違背熱力學(xué)第一定律的有

,不違背熱力學(xué)第一定律,但違背熱力學(xué)第二定律的有

。(填正確答案標(biāo)號(hào))A.汽車(chē)通過(guò)燃燒汽油獲得動(dòng)力并向空氣中散熱B.冷水倒入保溫杯后,冷水和杯子的溫度都變得更低C.某新型熱機(jī)工作時(shí)將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功,而不產(chǎn)生其他影響D.冰箱的制冷機(jī)工作時(shí)從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)答案

B

C解析

B項(xiàng)中,冷水倒入保溫杯后,在熱傳遞過(guò)程中,保溫杯降溫,冷水必升溫,若都降溫,就違背了熱力學(xué)第一定律;C項(xiàng)中,新型熱機(jī)的效率也達(dá)不到100%,熱量不可能全部轉(zhuǎn)化為功,違背了熱力學(xué)第二定律。5.(2022北京海淀區(qū)期末)“二氧化碳跨臨界直冷制冰”是北京冬奧會(huì)的“中國(guó)方案”,國(guó)家速滑館5000m2的冰面全由它制成,冰面溫差可控制在±0.5℃以?xún)?nèi)。其制冰過(guò)程可簡(jiǎn)化為如圖所示的循環(huán)過(guò)程,其中橫軸為溫度T,縱軸為壓強(qiáng)p。過(guò)程A→B:一定量的二氧化碳在壓縮機(jī)的作用下變?yōu)楦邷馗邏旱某R界態(tài)(一種介于液態(tài)和氣態(tài)之間,分子間有強(qiáng)烈相互作用的特殊狀態(tài));過(guò)程B→C:二氧化碳在冷凝器中經(jīng)歷一恒壓過(guò)程向外放熱而變成高壓液體;過(guò)程C→D:二氧化碳進(jìn)入蒸發(fā)器中蒸發(fā),進(jìn)而使與蒸發(fā)器接觸的水降溫而凝固;過(guò)程D→A:二氧化碳經(jīng)歷一恒壓過(guò)程回到初始狀態(tài)。下列說(shuō)法正確的是(

)A.過(guò)程A→B中,每個(gè)二氧化碳分子的動(dòng)能都將增大B.過(guò)程B→C中,二氧化碳始終遵循理想氣體的實(shí)驗(yàn)定律C.過(guò)程D→A中,若二氧化碳可看作理想氣體,則該過(guò)程中二氧化碳將吸熱D.整個(gè)循環(huán)過(guò)程中,熱量從低溫的水向高溫的二氧化碳傳遞,違反熱力學(xué)第二定律答案

C

解析

溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,A→B的過(guò)程中氣體的溫度升高,分子的平均動(dòng)能增大,但不是每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大,故A錯(cuò)誤;B→C過(guò)程中二氧化碳從氣體變成液體,不會(huì)遵循理想氣體實(shí)驗(yàn)定律,故B錯(cuò)誤;D→A過(guò)程中,二氧化碳等壓升溫,可看作理想氣體;該過(guò)程中壓強(qiáng)不變溫度升高,根據(jù)一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)方程

=C可知?dú)怏w的體積增大,則氣體對(duì)外做功;氣體的溫度升高則氣體的內(nèi)能增大,結(jié)合熱力學(xué)第一定律可知該過(guò)程中二氧化碳將吸熱,故C正確;整個(gè)循環(huán)過(guò)程中需要外力做功才能實(shí)現(xiàn),所以熱量從低溫的水向高溫的二氧化碳傳遞,并不違反熱力學(xué)第二定律,故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用[師生共研]1.熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律問(wèn)題的處理方法(1)氣體實(shí)驗(yàn)定律問(wèn)題的研究對(duì)象是一定質(zhì)量的理想氣體。(2)解決具體問(wèn)題時(shí),分清氣體的變化過(guò)程是求解問(wèn)題的關(guān)鍵,根據(jù)不同的變化,找出與之相關(guān)的氣體狀態(tài)參量,利用相關(guān)規(guī)律解決。(3)對(duì)理想氣體,只要體積變化,外界對(duì)氣體(或氣體對(duì)外界)就要做功,如果是等壓變化,W=pΔV;只要溫度發(fā)生變化,其內(nèi)能就發(fā)生變化。(4)結(jié)合熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q求解問(wèn)題。2.與理想氣體相關(guān)的熱力學(xué)問(wèn)題的分析方法對(duì)一定量理想氣體的內(nèi)能變化,吸熱還是放熱及外界對(duì)氣體如何做功等問(wèn)題,可按下面方法判定:(1)做功情況看體積體積V減小→外界對(duì)氣體做功→W>0;體積V增大→氣體對(duì)外界做功→W<0;無(wú)阻礙地自由膨脹→W=0。(2)內(nèi)能變化看溫度溫度T升高→內(nèi)能增加→ΔU>0;溫度T降低→內(nèi)能減少→ΔU<0。(3)吸熱還是放熱,一般題目中會(huì)告知,或由熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W,知道W和ΔU后確定Q?！镜淅黄啤康淅?.如圖所示,封有一定質(zhì)量理想氣體的圓柱形汽缸豎直放置,汽缸的高度H=30cm,缸體內(nèi)底面積S=200cm2,缸體質(zhì)量m=10kg。彈簧下端固定在水平桌面上,上端連接活塞,當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度T0=280K時(shí),缸內(nèi)氣體高h(yuǎn)=20cm?，F(xiàn)緩慢加熱氣體,使活塞最終恰好靜止在缸口(未漏氣),此過(guò)程中缸內(nèi)氣體吸收熱量為Q=450J。已知大氣壓恒為p0=1×105Pa,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)活塞質(zhì)量、厚度及活塞與缸壁的摩擦,且汽缸底部及活塞表面始終保持水平。求:(1)活塞最終靜止在缸口時(shí),缸內(nèi)氣體的溫度;(2)加熱過(guò)程中,缸內(nèi)氣體內(nèi)能的增加量。思維點(diǎn)撥

1.對(duì)汽缸受力分析,汽缸受重力、外界大氣向下的壓力、封閉氣體向上的壓力,加熱過(guò)程中,汽缸受力不變,因此加熱氣體過(guò)程中封閉氣體的壓強(qiáng)不變,氣體發(fā)生等壓變化,由等壓變化規(guī)律計(jì)算。2.對(duì)活塞受力分析,受彈力、封閉氣體向下的壓力、外界氣體向上的壓力,加熱過(guò)程中,活塞受力不變,因此活塞不動(dòng)。汽缸向上移動(dòng)的高度為H-h,氣體對(duì)外做功W=pS(H-h),由熱力學(xué)第一定律計(jì)算內(nèi)能的增加量。答案

(1)420K

(2)240J解析

(1)加熱過(guò)程為等壓變化,設(shè)缸內(nèi)氣體的末態(tài)溫度為T(mén),初態(tài)溫度為T(mén)0=280

K由蓋-呂薩克定律有代入數(shù)據(jù)解得T=420

K。(2)設(shè)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p對(duì)汽缸由平衡條件有mg+p0S=pS該過(guò)程氣體對(duì)外做功W=pS(H-h)則外界對(duì)氣體做功為W'=-W由熱力學(xué)第一定律有ΔU=W'+Q代入數(shù)據(jù)解得ΔU=240

J?？碱}點(diǎn)睛

考點(diǎn)考向點(diǎn)睛熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律規(guī)律:對(duì)汽缸受力分析知?dú)怏w等壓變化,理想氣體內(nèi)能變化僅與溫度變化有關(guān)方法:對(duì)氣體列出初、末狀態(tài)參量,由等壓變化方程求得末態(tài)溫度;由ΔU=W+Q和W=pΔV求得內(nèi)能的增加量模型:理想氣體模型(無(wú)分子勢(shì)能)素養(yǎng)點(diǎn)撥

【對(duì)點(diǎn)演練】6.(2023廣東廣州二模)如圖,某同學(xué)將空的玻璃瓶開(kāi)口向下緩緩壓入水中,設(shè)水溫均勻且恒定,瓶?jī)?nèi)空氣無(wú)遺漏,不計(jì)氣體分子間的相互作用,則被淹沒(méi)的玻璃瓶在下降過(guò)程中,瓶?jī)?nèi)氣體(

)A.內(nèi)能增加B.向外界放熱C.對(duì)外界做正功D.分子平均動(dòng)能減小B解析

由于氣體溫度不變,氣體內(nèi)能不變,氣體分子平均動(dòng)能不變;玻璃瓶?jī)?nèi)空氣壓強(qiáng)p=p0+ρgh,將玻璃瓶壓入水中過(guò)程h變大,則氣體壓強(qiáng)p變大,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

=C,由于溫度T不變,則體積變小,外界對(duì)氣體做正功;根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知,氣體向外界放熱,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)四熱力學(xué)第一定律與氣體圖像的綜合[師生共研]處理熱力學(xué)第一定律與氣體圖像的綜合問(wèn)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(duì)外界或外界對(duì)氣體做的功。(3)結(jié)合熱力學(xué)第一定律判斷有關(guān)問(wèn)題?！镜淅黄啤康淅?.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始,經(jīng)a→b、b→c、c→a三個(gè)過(guò)程后回到初始狀態(tài)a,其p-V圖像如圖所示。已知三個(gè)狀態(tài)的坐標(biāo)分別為a(V0,2p0)、b(2V0,p0)、c(3V0,2p0)。以下判斷正確的是(

)A.氣體在a→b過(guò)程中對(duì)外界做的功小于在b→c過(guò)程中對(duì)外界做的功B.氣體在a→b過(guò)程中從外界吸收的熱量大于在b→c過(guò)程中從外界吸收的熱量C.在c→a過(guò)程中,外界對(duì)氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量D.氣體在c→a過(guò)程中內(nèi)能的減少量大于b→c過(guò)程中內(nèi)能的增加量答案

C解析

在p-V圖像中,圖像與坐標(biāo)橫軸所圍的面積表示外界對(duì)氣體做的功,體積增加時(shí)做負(fù)功,體積減少時(shí)做正功,a→b過(guò)程的面積與b→c過(guò)程的面積相等,表明兩個(gè)過(guò)程做功大小相等,W1=W2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,,pV值越大,溫度越高,狀態(tài)a、b、c三者溫度對(duì)比Ta=Tb<Tc;一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),a→b過(guò)程的內(nèi)能變化ΔU1=0,b→c過(guò)程的內(nèi)能變化ΔU2>0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,a→b過(guò)程,ΔU1=