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1．(多选)下列说法正确的是( )
A．冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵循热力学第二定律
B．自发的热传导是不可逆的
C．可以通过给物体加热而使它运动起来，但不产生其他影响
D．气体向真空膨胀具有方向性
2．(2022·重庆卷·15(1))2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了
海拔9 032米的大气科学观测世界纪录。若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，
体积和质量视为不变，则艇内气体(视为理想气体)( )
A．吸收热量 B．压强增大
C．内能减小 D．对外做负功
3.(多选)(2024·广州市六校开学考)在飞机起飞的过程中，由于高度快速变化，会引起机舱内
气压变化，乘客小周同学观察发现，在此过程中密封桶装薯片的薄膜盖子凸起，如图所示。
若起飞前后桶内气体的温度保持不变，则下列关于桶内气体(可视为理想气体)的说法中正确
的是( )
A．桶内气体压强p增大
B．桶内气体分子平均动能E 不变
k
C．桶内气体从外界吸收热量
D．桶内气体对外做功，内能减小
4.一同学将针筒的针拔除后，将该端封闭一定质量的理想气体做成弹射玩具，该同学先缓慢
推动推杆将针筒内气体进行压缩，然后松开推杆，压缩气体膨胀将推杆弹射，若推杆缓慢压
缩气体过程中针筒内气体温度不变，推杆弹射过程中针筒内气体与外界无热交换，则下列说
法中正确的是( )
A．推杆压缩气体过程，针筒内气体吸热B．推杆压缩气体过程，针筒内气体压强减小
C．推杆弹射过程，针筒内气体内能增加
D．推杆弹射过程，针筒内气体分子平均动能减小
5.(多选)(2022·全国甲卷·33(1)改编)一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p－T
图上从a到b的线段所示。在此过程中( )
A．气体一直对外做功
B．气体的内能一直增加
C．气体一直从外界吸热
D．气体吸收的热量等于其内能的增加量
6．(2022·辽宁卷·6)一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变
化图像如图所示，此过程中该系统( )
A．对外界做正功 B．压强保持不变
C．向外界放热 D．内能减少
7.(2024·山东济南市开学考)一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→A的变化过程。
已知气体在状态B时的温度为600 K。
(1)气体在状态A时的温度为____________；
(2)请说明在该理想气体经历的A→B→C→A的变化过程中，气体向外界__________(填“吸
收”或“放出”)热量，该过程中传递的热量为____________________。
8.(多选)(2023·山东菏泽市二模)如图所示，某医用氧气生产工厂要将氧气瓶 M中氧气分装到
瓶N中，两瓶的容积相同，阀门K打开前瓶N已抽成真空。现将阀门K打开，当两瓶内氧
气的压强相等时再关闭阀门。两瓶、阀门及连接管都看作绝热，瓶中的氧气看作理想气体且
不计连接管的容积，对此次分装过程以下说法正确的是( )A．氧气自发地由M向N的流动过程是不可逆的
B．分装完毕后M中氧气的压强为分装前的
C．分装完毕后氧气分子热运动的平均速率减小
D．分装完毕后两瓶内氧气的总内能减小
9．(2023·浙江6月选考·17改编)如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积S＝100 cm2，
质量m＝1 kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300 K的热
源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积V ＝600 cm3。缓慢推动活塞使气体达到状
A
态B，此时体积V ＝500 cm3。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强p ＝
B C
1.4×
105 Pa。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量Q＝14 J；从状态B到状态C，气体
内能增加ΔU＝25 J；大气压p＝1.01×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2。
0
(1)气体从状态A到状态B，其分子平均动能________(选填“增大”“减小”或“不变”)，
圆筒内壁单位面积受到的压力________(选填“增大”“减小”或“不变”)；
(2)气体在状态C的温度T ＝________ K；
C
(3)气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W＝________ J。
10.(2023·广东广州华南师大附中三模)气象气球是进行高空气象观测的平台。首先用聚酯薄
膜材料制成气球的球皮，然后对它充以比空气密度小的气体，之后密封好，气球就可以携带
仪器升空探测了。某气象气球升至地球平流层时，平流层的气压为 p。从早上至中午，由于
阳光照射，气球内气体的内能增加了ΔU，气球有微小膨胀，半径由R 膨胀到R，已知早上
1 2
气球内气体温度为T 。假设气球内的气体压强始终等于平流层气压，求中午时气球内气体
1
的温度T 和早上至中午气球内气体吸收的热量Q。
211．(2023·山东省实验中学一模)单级水火箭可以简化为如图(a)所示的下方开口的容器。容
器中气体体积V＝3 L，压强p ＝1×105 Pa，下方水的深度h＝50 cm。单向气阀(不计质量)
0
是一个只能朝一个方向通入气体的装置，它外部为橡胶材质，将其紧紧塞在容器口位置可将
水堵住还能向容器内进行充气。单向气阀与容器口摩擦力的最大值F＝91.5 N。现用打气筒
f
通过单向气阀向容器内一次次地充入压强p ＝1×105 Pa、V ＝300 mL的气体。当容器内的
0 1
气体压强达到一定值时单向气阀和容器中的水被一起喷出，水火箭可以获得一定的速度发射。
已知重力加速度 g＝10 m/s2，容器口的横截面积 S＝3×10－4 m2，水的密度 ρ＝1×103
kg/m3。假设容器中的气体为理想气体，充气和喷水时忽略温度的变化。
(1)求水火箭刚好喷水时容器内气体压强p；
(2)求水火箭刚好喷水时的充气次数；
(3)水火箭喷水过程中，容器内气体的p－V图像如图(b)所示，试估算容器内气体从状态a到
状态b从外部吸收的热量。第 6 练 热力学定律与能量守恒定律
1．BD [有外界的帮助和影响，热量可以从低温物体传递到高温物体，仍遵循热力学第二
定律，A错误；由热力学第二定律可知，自发的热传导是不可逆的，B正确；不可能通过给
物体加热而使它运动起来但不产生其他影响，这违背了热力学第二定律，C错误；气体可自
发地向真空膨胀，具有方向性，D正确。]
2．C [由于浮空艇上升过程中体积和质量均不变，则艇内气体不做功；根据＝C，可知温
度降低，艇内气体压强减小，气体内能减小；又根据 ΔU＝W＋Q可知气体放出热量，故选
C。]
3．BC [依题意，起飞前后桶内气体的温度保持不变，在此过程中密封桶装薯片的薄膜盖
子凸起，桶内气体体积增大，根据pV＝C可知，压强p减小，故A错误；由于桶内气体温
度不变，则分子平均动能E 不变，故B正确；由于桶内气体温度不变，则气体内能不变，
k
体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律 ΔU＝Q＋W可知，桶内气体从外界吸收热
量，故C正确，D错误。]
4．D [推杆压缩气体过程，对气体做功，气体内能不变，根据热力学第一定律可知气体向
外界放热，故A错误；推杆压缩气体过程，气体体积变小，根据玻意耳定律可知，针筒内
气体压强变大，故B错误；推杆弹射过程，针筒内气体对外做功且外界无热交换，内能减
小，故C错误；推杆弹射过程，内能减小，温度降低，针筒内气体分子平均动能减小，故D
正确。]
5．BCD [因p－T图像中a到b的线段的延长线过原点，由＝C，可知从a到b气体的体积
不变，则从a到b气体不对外做功，选项A错误；因从a到b气体温度升高，可知气体内能
增加，选项B正确；因W＝0，ΔU>0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，气体一直从
外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，选项C、D正确。]
6．A [理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，则理想气体对外界做正功，A正确；
由题图可知，V＝V ＋kT，根据理想气体状态方程有＝C，联立则有p＝，可看出T增大，p
0
增大，B错误；理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大，D错误；理想气体
从状态a变化到状态b，理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知，
气体从外界吸收热量，C错误。]7．(1)150 K (2)吸收 30 J
解析 (1)根据＝
代入数据得T＝150 K
A
(2)整个过程内能不变ΔU＝0
p－V图像与V轴围成的面积代表做的功，整个过程气体对外做功为
W ＝×104×(6－3)×10－3 J－2×104×(6－3)×10－3 J＝30 J，根据热力学第一定律可得ΔU
1
＝W＋Q，其中W＝－W ＝－30 J，ΔU＝0，可得Q＝30 J，可知气体从外界吸收热量，吸收
1
的热量为30 J。
8．AB [由热力学第二定律知，氧气自发地由M向N的流动过程是不可逆的，A正确；绝
热过程中Q＝0，从M到N过程中W＝0，故内能不发生变化，所以理想气体温度不变，分
装完毕后氧气分子热运动的平均速率不变，C、D错误；分装过程温度不变，由玻意耳定律
知，气体体积变为两倍，压强减小为原来的一半，B正确。]
9．(1)不变 增大 (2)350 (3)11
解析 (1)圆筒导热良好，则气体从状态A缓慢推动活塞到状态B，气体温度不变，则气体分
子平均动能不变；气体体积减小，则压强增大，圆筒内壁单位面积受到的压力增大；
(2)状态A时的压强p ＝p－＝1.0×105 Pa，
A 0
温度T＝300 K，体积V＝600 cm3；
A A
状态C时的压强p ＝1.4×105 Pa，温度为T ，体积V ＝500 cm3；根据＝，解得T ＝350 K
C C C C
(3)从B到C气体进行等容变化，则W ＝0，因从B到C气体内能增加25 J可知，气体从外
BC
界吸热25 J，而气体从A到C从外界吸热14 J，可知气体从A到B气体放热11 J，从A到B
气体内能不变，可知从A到B外界对气体做功11 J。
10.T ΔU＋πp(R3－R3)
1 2 1
解析 早上气球体积V＝πR3
1 1
中午气球体积V＝πR3
2 2
从早上至中午，气球内的气体做等压变化，则有＝，得T＝T
2 1
气球膨胀过程，气体压强为p，外界对气体做功W＝－p(V－V)，由热力学第一定律ΔU＝Q
2 1
＋W
解得Q＝ΔU＋πp(R3－R3)。
2 1
11．(1)4×105 Pa (2)30 (3)900 J
解析 (1)对单向气阀受力分析pS＋F＝mg＋pS，又m＝ρSh，联立可得p＝p＋－ρgh
0 f 0
代入数据得p＝4×105 Pa
(2)气体做等温变化，有pV＋Np V＝pV，解得充气次数N＝30
0 0 1
(3)由p－V图像可知，外界对气体做功W＝－225×4 J＝－900 J，喷水过程内能不变，由热
力学第一定律ΔU＝W＋Q＝0，所以气体吸收热量Q＝900 J。
