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秘籍 15 热力学定律、气体实验定律、气体图像、理想
气体状态方程
一、热力学定律
1.热力学第一定律的特殊情况
(1)若过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加。
(2)若过程中不做功,则W=0,Q=ΔU,物体吸收的热量等于物体内能的增加。
(3)若过程的始、末状态物体的内能不变,则 W+Q=0,即物体吸收的热量全部用来对外做
功,或外界对物体做的功等于物体放出的热量。
2.热力学第一、第二定律的比较
热力学第一定律 热力学第二定律
从能量守恒的角度揭示了功、热 自然界中出现的宏观过程是有方向
定律揭示的问题
量和内能改变量三者的定量关系 性的
机械能和内能的 当摩擦力做功时,机械能可以全 内能不可能在不引起其他变化的情
转化 部转化为内能 况下完全变成机械能
热量可以从高温物体自发传向低 说明热量不能自发地从低温物体传
热量的传递
温物体 向高温物体
在热力学中,两者既相互独立,又互为补充,共同构成了热力学知识的
两定律的关系
理论基础
二、气体实验定律
两个重要的推论
p
(1)查理定律的推论:Δp= 1 ΔT
T
1
V
(2)盖-吕萨克定律的推论:ΔV= 1 ΔT
T
1三、理想气体的常见图像
1.一定质量的气体不同图像的比较
类别 特点(其中C为常量) 举例
pV=CT,即pV之积越大的等温线温度越高,线离
pV
原点越远
p p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,温度越高
pT p=T,斜率k=,即斜率越大,体积越小
VT V=T,斜率k=,即斜率越大,压强越小
[注意]上表中各个常量“C”意义有所不同。可以根据pV=nRT确定各个常量“C”的意义。
四、理想气体状态方程与气体实验定律的关系
温度不变:p V =p V :玻意耳定律
{ 1 1 2 2
p p
p V p V 体积不变: 1= 2:查理定律
1 1= 2 2
T T
T T 1 2
1 2 V V
压强不变: 1= 2:盖—吕萨克定律
T T
1 2
【题型一】热力学定律
【典例1】(2024·北京丰台·一模)如图所示,一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态
B,下列说法正确的是( )A.气体一定吸收热量 B.分子的平均动能减小
C.气体的内能可能减少 D.单位体积内的分子数增加
【答案】A
【详解】B.一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B,根据盖-吕萨克定律得
由于气体的体积增大,所以气体的温度升高,则分子的平均动能应该增大,故B错误;
C.一定质量的理想气体的内能只与温度有关,由于温度升高,所以气体的内能增加,故C
错误;
D.一定质量的理想气体,分子总数不变,由于体积增大,所以单位体积内的分子数应该减
小,故D错误;
A.根据上述分析可知,外界对气体做的功W<0,气体内能的增量∆U>0,根据热力学第一
定律
可知,Q>0,即气体一定吸收热量,故A正确。
故选A。
【典例2】在下列叙述中,正确的是( )
A.随着科技的发展,今后温度可以达到绝对零度
B.布朗运动就是液体分子的热运动
C.让一定质量的气体吸收热量,其内能可能减小
D.分子间的距离r存在某一值r ,此位置分子力为零。若r