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p ，所以C→A体积减小，压强变大，故B错误；B→C体积不变，温 B C 度降低，内能减小，所以气体向外界放出热量，故 C错误；A→B过程气体体积变化等于 C→A过程气体体积变化，但A→B过程气体平均压强大于C→A过程气体平均压强，所以 关注公众号《黑洞视角》获取更多资料A→B过程气体对外做功大于C→A外界对气体做功，故D正确。 5．(2023·江苏南京市第二十九中学校考)如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经 历两个状态变化过程，先后到达状态B和C。两条虚线分别表示状态A或C的等温线。下列 说法正确的是( ) A．气体在状态A的内能最大 B．气体在状态C的分子平均速率最大 C．A到B过程中，气体对外界做功，吸收热量 D．B到C过程中，外界对气体做功，内能减小 答案 C 解析 根据图像可知，气体从状态A到状态B发生等压变化，且体积增大，根据＝C可知 气体从A到B的温度升高，因此气体在状态B的温度大于在状态A的温度，而对于一定量 的气体而言，温度越高其内能越大，则可知气体在状态A的内能不是最大，故A错误； 气体从B到C发生等容变化，压强减小，则可知其温度降低，内能减小，而等温线离原点 越远表示温度越高，因此可知，状态C的温度最低，气体分子的平均速率最小，故B错误； A到B过程中，气体发生等压变化，且体积变大，则可知气体对外做功，但 B状态的温度高 于A状态的温度，即B状态的内能大于A状态的内能，从A到B内能增加，根据热力学第 一定律ΔU＝Q＋W可知，气体从外界吸收热量，故C正确； B到C过程中，气体体积不变，气体既不对外做功，外界也不对气体做功，但该过程气体的 温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故D错误。 6．(多选)(2023·宁夏中卫中学校考)对于理想气体，下列说法正确的是( ) A．绝热膨胀过程中，气体的内能减少 B．等压膨胀过程中，气体的内能减少 C．等容变化过程中，气体吸收的热量和内能的增加量相同 D．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能一定变大 答案 AC 解析 绝热膨胀过程，即Q＝0，W<0，由热力第一定律ΔU＝Q＋W，可得ΔU<0，即理想 气体的内能减少，故A正确；等压膨胀过程中，由盖—吕萨克定律＝C，体积增大，可得温 度升高，则气体的内能增大，故B错误；等容变化过程，有W＝0，由热力学第一定律ΔU ＝Q＋W，可得ΔU＝Q，即气体吸收的热量和内能的增加量相同，故C正确；气体在被压缩 的过程，体积变小，即W>0，不能确定温度如何变化，则气体分子的平均动能不一定变大， 关注公众号《黑洞视角》获取更多资料故D错误。 7. (2023·河北邯郸市统考)如图所示，带有加热装置(图中未画出)的绝热汽缸用轻杆固定在天 花板上。现用一个质量为m＝1 kg，面积为S＝100 cm2的绝热活塞将一定质量的理想气体封 闭在汽缸内。初始时缸内温度为300 K，活塞处于平衡状态，此时缸内气体处于状态 A，体 积为V＝600 cm3。现竖直向上缓慢将活塞推动1 cm，此时缸内气体处于状态B。然后将活 A 塞固定，同时启动汽缸内的加热装置，气体达到状态C，此时压强p ＝1.6×105 Pa。已知气 C 体从状态A到状态C，内能增加25 J，从状态B到状态C吸收的热量为12 J。已知大气压p 0 ＝1.01×105 Pa，不计活塞与汽缸之间的摩擦。求： (1)气体处于状态A时的压强； (2)气体在状态C的温度T (结果保留一位小数)； C (3)气体从状态A到状态B过程中外界对气体做的功。 答案 (1)1.0×105 Pa (2)400 K (3)13 J 解析 (1)由题知V ＝V ＝V－Δh·S＝600 cm3－1×100 cm3＝500 cm3，气体处于状态A时， C B A 对活塞受力分析有mg＋p S＝pS，解得p ＝1.0×105Pa A 0 A (2)根据题意可知，在A→C过程，根据理想气体状态方程有＝，解得T ＝400 K C (3)气体从状态A到状态B，设外界对气体做功为W，气体内能增加量为ΔU ，则ΔU ＝W， 1 1 从状态B到状态C气体体积不变，吸收热量，内能增加ΔU ＝12 J，从状态A到状态C气体 2 内能增加ΔU＝25 J，可知气体从状态A到状态B外界对气体做功W＝ΔU ＝ΔU－ΔU ＝13 1 2 J。 8. 如图，某实验小组为测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部 横 关注公众号《黑洞视角》获取更多资料截面积为0.1 cm2的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空内部气体，并用一小段水 柱封闭氮气。外界温度为300 K时，气柱长度l为10 cm；当外界温度缓慢升高到310 K时， 气柱长度变为50 cm。已知外界大气压恒为1.0×105 Pa，水柱长度不计。 (1)求温度变化过程中氮气对外界做的功； (2)求葫芦的容积； (3)试估算被封闭氮气分子的个数(保留2位有效数字)。已知 1 mol氮气在1.0×105 Pa、273 K状态下的体积约为22.4 L，阿伏加德罗常数N 取6.0×1023 mol－1。 A 答案 (1)0.4 J (2)119 cm3 (3)2.9×1021 解析 (1)由于水柱的长度不计，故封闭气体的压强始终等于大气压强。设大气压强为 p ， 0 塑料管的横截面积为S，初、末态气柱的长度分别为 l 、l ，气体对外做的功为W，则有W 1 2 ＝pS(l－l)，解得W＝0.4 J 0 2 1 (2)设葫芦的容积为V，封闭气体的初、末态温度分别为T、T，体积分别为V、V，根据盖 1 2 1 2 —吕萨克定律有＝，V＝V＋Sl，V＝V＋Sl 联立以上各式并代入题给数据得V＝119 cm3 1 1 2 2 (3)设在1.0×105 Pa、273 K状态下，1 mol氮气的体积为V 、温度为T ，封闭气体的体积为 0 0 V，被封闭氮气的分子个数为n。根据盖—吕萨克定律有＝，其中n＝N ， 3 A 联立以上各式并代入题给数据得n≈2.9×1021个。 关注公众号《黑洞视角》获取更多资料
