文档内容
重难点 17 热学
1.命题情境源自生产生活中的与气体、液体、固体等热学探究情境，解题时能从具体情境中抽象出物理模
型，正确应用相应知识点解决物理实际问题。
2. 考查知识主要集中在三个方面:①分子运动论;②气体;③固体、液体、气体物态变化④热力学定律和能量
守恒定律
3.计算题经常结合生活生产场景中与气体有关问题，利用气体实验定律和理想气体状态方程来解题。
4.实验题经常出现油膜法估算分子直径和探究气体实验定律等实验。
一 分子动理论、内能及热力学定律
1.分子动理论要掌握的“一个桥梁、三个核心”
(1)宏观量与微观量的转换桥梁
(2)分子模型、分子数
①分子模型：球模型V＝πR3，立方体模型V＝a3.
②分子数：N＝nN ＝N ＝N (固体、液体)．
A A A
(3)分子运动：分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，即平均速率越大，
但某个分子的瞬时速率不一定大．
(4)分子势能、分子力与分子间距离的关系．
2.理想气体相关三量ΔU、W、Q的分析思路
(1)内能变化量ΔU的分析思路
①由气体温度变化分析气体内能变化．温度升高，内能增加；温度降低，内能减少．
②由公式ΔU＝W＋Q分析内能变化．
(2)做功情况W的分析思路
①由体积变化分析气体做功情况．体积膨胀，气体对外界做功；体积被压缩，外界对气体做功．
②由公式W＝ΔU－Q分析气体做功情况．(3)气体吸、放热Q的分析思路：一般由公式Q＝ΔU－W分析气体的吸、放热情况．
二 固体、液体和气体
1．固体和液体的主要特点
(1)晶体和非晶体的分子结构不同，表现出的物理性质不同．晶体具有确定的熔点，单晶体表现出各向
异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转化．
(2)液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之间，液晶具有流动性，在光学、电学物
理性质上表现出各向异性．
(3)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切．
2．饱和汽压的特点
液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．
3.相对湿度
某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比．即B＝.
4．对气体压强的两点理解
(1)气体对容器壁的压强是气体分子频繁碰撞的结果，温度越高，气体分子数密度越大，气体对容器壁
因碰撞而产生的压强就越大．
(2)地球表面大气压强可认为是大气重力产生的．
三 气体实验定律与理想气体状态方程
1．气体压强的几种求法
(1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡
方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强．
(2)力平衡法：选与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方
程，求得气体的压强．
(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．
(4)加速运动系统中封闭气体压强的求法：选与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，
利用牛顿第二定律列方程求解．
2．巧选“充气、抽气、灌气(分装)、漏气”问题中的研究对象——化变质量为定质量
在“充气、抽气、灌气(分装)、漏气”问题中通过巧选研究对象可以把变质量问题转化为定质量的问
题．
(1)充气问题
设想将充进容器内的气体用一个无形的弹性口袋收集起来，那么当我们取容器和口袋内的全部气体为
研究对象时，这些气体状态不管怎样变化，其质量总是不变的．这样，就将变质量问题转化为定质量问题．
(2)抽气问题
用抽气筒对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，其解决方法同充气问题类似，
假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即把变质量问题转化为定质量问题．
(3)灌气(分装)问题
将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看
作整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题．(4)漏气问题
容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，不能用理想气体状态方程求解．如果选容器内剩余气体为
研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题．
四 气体的状态变化图象与热力学定律的综合问题
1．一定质量的理想气体的状态变化图象与特点
类别 图象 特点 其他图象
pV＝CT(其中C为恒量)，pV之
积越大，等温线温度越高，线离原
点越远
等温线
p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越
大，温度越高
p＝T，斜率 k＝，即斜率越
等容线
大，体积越小
V＝T，斜率 k＝，即斜率越
等压线
大，压强越小
2.对热力学第一定律的考查有定性判断和定量计算两种方式
(1)定性判断
利用题中的条件和符号法则对W、Q、ΔU中的其中两个量做出准确的符号判断，然后利用ΔU＝W＋Q
对第三个量做出判断．
(2)定量计算
一般计算等压变化过程的功，即W＝p·ΔV，然后结合其他条件，利用ΔU＝W＋Q进行相关计算．
(3)注意符号正负的规定
若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定．气体体积增大，气体对外界做功，
W<0；气体的体积减小，外界对气体做功，W>0.
（建议用时：30分钟）
1．（2024·云南昆明·统考一模）升降椅简化结构如图所示，座椅和圆柱形导热汽缸固定在一起，汽缸内封闭了一定质量的理想气体。若封闭气体不泄漏且环境温度恒定，人坐上座椅到最终气体状态稳定的过程中，
下列说法正确的是（ ）
A．封闭气体的内能增加 B．封闭气体对外界做正功
C．封闭气体向外界放出了热量 D．封闭气体的分子平均动能增大
【答案】C
【解析】A．环境温度恒定，因此整个过程中汽缸内的气体发生的是等温变化，温度不变。理想气体的内
能与温度有关，因此封闭气体的内能不变，故A错误；
B．人坐上座椅到最终气体状态稳定的过程中，汽缸内气体被压缩，体积变小，因此外界对封闭气体做功，
故B错误；
C．根据热力学第一定律
气体内能不变
外界对封闭气体做功
因此
即封闭气体向外界放出热量，故C正确；
D．汽缸内气体发生的是等温变化，温度不变，温度是衡量分子平均动能的标准，因此封闭气体的分子平
均动能不变，故D错误；
故选C。
2．一定质量的理想气体从状态A缓慢经过B、C、D再回到状态A，其热力学温度T和体积V的关系图像
如图所示，BA和CD的延长线均过原点O，气体在状态A时的压强为 ，下列说法正确的是（ ）A． 过程中气体向外界放热
B． 过程中气体分子的平均动能不断增大
C． 过程中气体分子在单位时间内对容器壁的碰撞次数不断减少
D． 过程中气体的温度升高了
【答案】D
【解析】A．A→B过程中气体的温度升高，内能增大。气体体积增大的过程中对外做功，W<0，根据
可知
Q>0
说明气体从外界吸热。故A错误；
B．B→C过程中气体做等温变化，气体分子的平均动能不变。故B错误；
C． C→D过程中气体的温度降低，分子的平均动能减小，则分子撞击器壁的平均撞击力减小，根据CD的
延长线均过原点O，可知
pV=CT
即C→D过程中气体压强不变，所以气体分子在单位时间内对单位容器壁的碰撞次数不断增加。故C错误；
D．由题图中几何关系知，
则D→A过程中气体的温度升高了
故D正确。
故选D。
3．一定质量的理想气体由状态a经状态b变为状态c，其过程如 图中 直线段所示，已知气
体在三个状态的内能分别为 、 、 ，则（ ）A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】由理想气体状态方程 可得
解得
理想气体的内能只和分子平均动能有关，温度越高平均动能越大。
故选A。
4．（2024·辽宁沈阳·统考一模）2021年2月21日~4月2日，“深海一号”钻井平台搭载“蛟龙”号潜艇
赴西北太平洋深渊区开展7000米级作业。若开始下潜时，“蛟龙”号潜艇内气体温度为 、压强为
，当下潜到某一深度时，艇内温度降到 。潜艇内气体视为理想气体，体积和质量不变，下
列关于艇内气体的说法，正确的是（ ）
A． 时，压强约为 B． 时，压强约为
C．下潜过程中，内能增加 D．下潜过程中，吸收热量
【答案】B
【解析】AB．依题意，潜艇内气体体积保持不变，由查理定律可得
其中解得
故A错误；B正确；
CD．由热力学第一定律，可得
依题意，下潜过程中，气体温度降低，内能减小，即
又因为气体体积不变，即
解得
即下潜过程中，放出热量。故CD错误。
故选B。
二、多选题
5．关于以下几幅图，下列说法正确的是（ ）
A．图1实验表明，大量的豆粒对秤盘的频繁碰撞对秤盘产生了一个持续的均匀的压力，气体压强就是
这样产生的
B．图2中， 对应曲线为同一气体在温度较高时的速率分布图
C．图3是布朗运动产生原因的示意图，可以看出，微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，
布朗运动越明显
D．图4中，若抽掉绝热容器中间的隔板，气体的温度不变
E．图5中，液体表面层分子间相互作用表现为引力，正是因为引力才使得水黾可以停在水面上
【答案】ADE
【解析】A．大量气体分子的撞击表现为连续的和均匀的，则器壁单位面积上受到的压力就是气体的压强，
A正确；
B．温度越高，分子平均动能越大，故 对应曲线为同一气体在温度较高时的速率分布图，B错误；
C．微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，微粒不平衡性越不明显，布朗运动越不明显，C错误；
D．若抽掉绝热容器中间的隔板，由于右侧是真空，左侧气体自由膨胀，不做功，容器绝热，没有热量传
递，根据热力学第一定律，可知气体温度不变，D正确；
E．液体表面层分子间相互作用表现为引力，即水黾可以停在水面是因为水表面张力和重力平衡，E正确。
故选ADE。6．如图所示，开口向上、内壁光滑密封完好的绝热气缸水平放置，在气缸M、N两处设有卡口，厚度不计
但具有一定质量的活塞只能在M、N之间运动。开始时活塞停在 处，缸内压强为 ，温度为 ，现用
缸内电热丝缓慢加热，使活塞运动到 处，此时缸内压强为 ，温度为 ，再持续加热至温度为 。已
知外界大气压为 ，缸内气体可视为理想气体。则整个过程中气缸内气体的p-T图像及相关的说法正确的
是（ ）
A．p-T图像可能如图甲所示。活塞上移过程中，气体对外做功，内能增加
B．p-T图像可能如图乙所示。活塞静止于卡口M处，加热时缸内气体分子动能增加
C．p-T图像可能如图丙所示。 与 时刻，某些气体分子的动能可能相同
D．p-T图像可能如图丁所示。从 到 过程，气体分子与气缸底部平均作用力增大
【答案】CD
【解析】活塞离开卡口M之前，做等容变化，根据理想气体状态方程可知，p-T图像是过原点的倾斜直线，
从M到N的过程，活塞缓慢上升，做等压变化，则p-T图像是与横轴平行的直线，到N之后，做等容变化，
p-T图像是过原点的倾斜直线，故丙、丁图像正确， 与 时刻，温度不同，分子的平均动能不同，但某
些气体分子的动能可能相同；从 到 过程，气体压强变大，所以气体分子与气缸底部平均作用力增大。
故选CD。
7．小明同学为测定某高原的大气压强进行以下实验。将总长L=24cm的玻璃管开口端向下竖直插入装有水
银的烧杯中，并使玻璃管内外的液面相平，如图1所示，测得玻璃管内封闭空气的长度。 ，然后
将玻璃管缓慢地竖直上提，移出烧杯，如图2所示，测得玻璃管内水银柱的长度 ，已知一个标准
大气压等于76cm水银柱高，记作 ，室内温度 。
（1）玻璃管缓慢上提过程中，封闭气体（选填“吸收”或“释放”）热量；
（2）求高原的大气压强为多少厘米的水银柱高？
（3）若将玻璃管转置开口向上，并加热使水银柱刚好移到管口，如图3所示，求此时管内气体的温度为多
少？若要将水银全部溢出，求需要将管内气体加热到多少温度？【答案】（1）吸收；（2） ；（3）400K，600K
【解析】（1）玻璃管缓慢上提过程中，管内气体温度不变，体积增大，气体对外做功，根据热力学第一
定律
可知，此过程中气体吸收热量。
（2）设高原大气压强为h 厘米水银柱高，玻璃管缓慢上提过程为等温过程，由玻意耳定律有
1
即有
解得
则可知，高原的大气压强为70cmHg。
（3）设玻璃管转置后加热到T 使水银柱移到管口，此过程为等容过程，由查理定律
2
即
可得
可知，此时管内气体的温度为400K。设将管内气体加热到温度T 使水银全部溢出，由理想气体状态方程
3
即
解得
可知，要将水银全部溢出，需要将管内气体加热到600K。
8．高压氧舱是进行高压氧疗的设备。高压氧舱根据气压和氧气浓度的不同分为医用氧舱和民用氧舱。某
一民用高压氧舱内气体压强为1.5 倍大气压，温度为 ，体积为 ，密度为 。
（1）升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至 时，释放出气体的质量；
（2）保持温度27℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至 1.2 倍大气压，求释放出气体的质量。【答案】（1）1.55kg；（2）8.99kg
【解析】（1）以原舱内所有气体为研究对象，气体做等压变化
根据盖·吕萨克定律
可得
根据密度公式
可得
解得
体积变化
释放出气体的质量
（2）以降低舱内压强前舱内剩余气体为研究对象，气体做等温变化
由玻意耳定律
解得根据
得
解得
释放出气体的质量
（建议用时：30分钟）
一、单选题
1． “天宫课堂”中，宇航员王亚平演示了“液桥演示实验”，即在太空中，两个塑料板间用水搭建一座
长约10cm的桥，如图1。受其启发，某学生设想“天地同一实验”，固在空间站和地面做同一个实验，观
察实验现象，下列说法正确的是（ ）
A．液桥的建立是由于液体表面存在张力，在地面做相同实验，也能观察到同样长度的桥
B．用图2中的器材做单摆实验，空间站和地面实验现象相同
C．图3相同密闭容器内装着完全相同的气体，在相同温度下，空间站和地面容器内气体压强不同
D．图4将两端开口的圆柱形毛细管竖直插入水中，相同装置在空间站和地面观察到管中液面升高的高
度不同
【答案】D
【解析】A．液桥的建立是由于液体表面存在张力，而在地面做相同实验，由于重力的影响，表面张力很
弱，故不会看到相同长度的液桥，故A错误；
B．用一根绳子系着一个金属球，拉开一个角度，静止释放后，“天上”由于完全失重，小球相对空间站静止不动；“地上”由于重力的影响，小球将做圆周运动，所以观察到的实验现象不相同，故B错误；
C．气体压强是由于气体分子频繁碰撞器壁而产生的，如图3相同密闭容器内装着完全相同的气体，在相
同的温度下，分子平均动能相同，“天上”和“地上”容器内气体压强相同，故C错误；
D．如图4用相同材料做成的两根内径相同、两端开口的圆柱形毛细管竖直插入水中，“天上”由于完全
失重，观察到水上升到毛细管顶部，“地上”由于重力的影响，观察到水上升一小段距离后静止不动，所
以观察到的实验现象不相同，故D正确。
故选D。
2．如图所示，一定质量的某种理想气体，沿 图像中箭头所示方向，从状态 开始先后变化到状态 、
，再回到状态 。已知 状态气体温度为 。则下列说法正确的是（ ）（绝度零度取 ）
A．气体在 状态时的温度为
B．从状态 的过程中，气体对外界做功
C．气体在 过程中放出热量
D．气体在 过程中单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数增多
【答案】C
【解析】A．根据理想气体状态方程
对 、 两状态结合图像，可求得气体在 状态时的温度为
故A错误；
B．理想气体在 过程中，气体体积增大，则气体对外界做功，外界对气体做的功为
所以气体对外界做功为400J，故B错误；
C．气体在 过程中，则外界对气体做的功
根据热力学第一定律
可得所以放出热量为100J，故C正确；
D．气体在 过程中，气体压强不变，体积变大，则温度升高，分子平均动能增大，则单位时间内撞击
单位面积器壁上的气体分子个数变少，故D错误。
故选C。
3．一定质量理想气体的状态变化如图所示，该图由4段圆弧组成，表示该气体从状态 a 依次经状态b、
c、d，最终回到状态a的状态变化过程，则下列说法正确的是（ ）
A．从状态a到状态c是等压膨胀
B．从状态c到状态d是等温变化
C．从状态a到状态c，气体对外做功，内能减小
D．从状态a 经b、c、d回到状态a，气体放出热量
【答案】D
【解析】A．根据图像可知，从状态a到状态c，气体的压强先减小后增大，该过程不是等压过程，故A错
误；
B．根据玻意耳定律有
可知，等温变化的 图像为双曲线，不是圆弧，因此从状态c到状态d不是等温变化，故B错误；
C．从状态a到状态c，气体体积增大，气体对外做功，根据理想气体状态方程有
初末状态压强相等，体积增大，则温度增大，气体内能增大，故C错误；
D．从状态a 经b、c、d回到状态a，气体温度不变，内能不变，由于 图像与横轴所围几何图形的面
积表示功，从状态a到状态c，气体对外做功，从状态c到状态a，外界对气体做功，根据图像可知，从状
态a 经b、c、d回到状态a，全程是外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，故D正
确。
故选D。
4．（2024·广东惠州·统考二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图
中从a到b的直线所示，在此过程中（ ）A．气体温度一直下降 B．气体的内能先增大后减小
C．外界对气体一直做正功 D．气体吸收的热量一部分用于对外做功
【答案】D
【解析】AB．由图知，气体的pV乘积一直增大，根据
可知，气体的温度一直升高，内能一直增加，故AB错误；
CD．气体的体积增大，则气体一直对外做功，气体的内能一直增加，根据热力学第一定律
可知，气体一直从外界吸热，吸收的热量用于对外功和增加内能，故C错误，D正确。
故选D。
二、多选题
5．（2024·四川内江·统考一模）喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是防水剂在玻
璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果，水滴以椭球形分布在玻璃表面，无法停留在玻
璃上，从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．雨水分子在永不停息地做无规则运动
B．照片中的玻璃和水滴之间发生了浸润现象
C．水滴呈椭球形是液体表面张力和重力共同作用的结果
D．照片中水滴表面分子比水滴的内部密集
E．水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大
【答案】ACE
【解析】A．所有分子都在永不停息的做无规则运动，故A正确；
B．浸润即液体在与固体表面接触时能够弥散进入固体表面的现象，而照片中的玻璃和水不浸润，故B错
误；
C．由于液体表面张力的作用使水滴呈球行，但在重力的作用下水滴呈椭球形，故C正确；
DE．照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏，水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子
间距大，内部分子对表面层分子为引力的作用，使表面层分子有收缩的趋势，从而形成球形，故D错误，E正确。
故选ACE。
6．（2023·四川乐山·统考一模）一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态
a，变化过程的 图像如图所示，关于理想气体经历的三个过程，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两状态下气体温度之比为1：1
B．bc过程中，气体一定从外界吸热
C．bc过程中，气体体积变小，外界对气体做功
D．ca过程中，气体压强增大，温度升高
E．ab过程中，气体分子的平均动能保持不变
【答案】ACD
【解析】A．根据理想气体状态方程
b两状态下气体温度之比为
故A正确；
BC．bc过程中，气体做等压变化，则
bc过程中，气体体积减小，则气体温度减小，气体内能减小，根据热力学第一定律
bc过程中，气体体积减小，外界对气体做功，气体内能减小，气体放热，故B错误， C正确；
D．ca过程中，气体做等容变化，则
ca过程中，气体压强增大，温度升高，故D正确；
E．ab过程中，气体压强与体积的乘积先减小后增大，气体温度先降低后上升，气体分子的平均动能先减小后增大，故E错误。
故选 ACD 。
三、解答题
7．（2024·吉林白山·统考一模）如图是模拟汽车上常用的一种减震装置—气体弹簧的简化模型结构图。直
立圆柱形密闭气缸导热良好，面积为 的活塞通过连杆与车轮轴连接。初始时重力忽略不计的
气缸内密闭一段长度为 ，压强等于大气压强 的理想气体。气缸与活塞间的摩擦忽
略不计。车辆载重时相当于在气缸顶部增加一个物体A，稳定时汽车重量由减震装置支撑，且封闭气体被
压缩了 ，气体温度保持不变。
（1）求物体A的重力大小；
（2）为使气缸升到原位置，求需向气缸内充入与气缸温度相同大气的体积。
【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）设稳定时气缸内气体压强为 ，根据玻意耳定律有
解得
则物体A的重力大小为
（2）设充入的气体体积为V，则有
解得
8．（2024·青海·校联考一模）医院用的氧气瓶（导热性良好）如图所示，氧气瓶通过细管和右边封闭的均匀玻璃直管（导热性良好，且其容积相对氧气瓶的容积可以忽略不计）相连，玻璃直管内用一很薄的水银
片（质量和厚度不计）在玻璃管下方封闭了一段空气柱 ，开始时瓶内氧气的压强为10个标准大气压，
封闭的空气柱 的长度为 ，随着氧气的使用，一段时间后发现水银片上升了 （未到达玻璃管顶
部），使用过程中环境的热力学温度变成了原来的 ，已知一个标准大气压为 ，氧气与空气均视
为理想气体。求：
（1）此时氧气瓶内的压强；
（2）此时瓶内剩余氧气的质量占原来氧气总质量的百分比。
【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）对封闭的空气柱
初始时 ， ，热力学温度为
末态时 ，热力学温度
设玻璃管的横截面积为 ，因此有
解得
（2）设氧气瓶的容积为 ，设剩下的氧气被压缩到10个标准大气压、热力学温度为 状态下的体积为 ，
则有
解得
因此瓶内剩余氧气的质量占原来氧气总质量的百分比为
9．一个密闭容器内封闭有m=20g可视为理想气体的氧气，氧气从状态A变化到状态B再变化到状态C，
其状态变化过程的 图像如图中带箭头的实线所示，已知氧气的摩尔质量为M=32g/mol，阿伏加德罗
常数为 ，一个标准大气压为 。求：（1）密闭容器中所封闭氧气分子的个数n及每个氧气分子的质量 （结果保留2位有效数字）；
（2）由状态A到C的整个过程中，被封闭氧气与外界间传递的热量Q。
【答案】（1） ， ；（2）被封闭氧气将向外界释放900J的热量
【解析】（1）封闭氧气分子的个数
每个氧气分子的质量为
（2）设状态A对应氧气的热力学温度为TA，根据图像可知压强为 ，体积为 ，设状态C
对应氧气的热力学温度为TC，根据图像可知压强为 ，体积为 ，根据由理想气体状态方程
有
解得
即初末位置氧气的温度相同，则整个过程中被封氧气的内能变化量
图像中，图像与横轴所围几何图形的面积表示功，整个过程中气体体积减小，则外界对气体做功为
根据热力学第一定律有
解得
即被封闭氧气将向外界释放900J的热量。
10．自2020年1月1日起，我国实施了乘用车强制性安装胎压监测系统（TPMS）的法规。汽车的正常胎
压除了可以提高行车的安全性、防止爆胎外，还可以提高汽车的燃油经济性及轮胎的使用寿命。在夏天的高温天气下，一辆家用轿车的胎压监测系统（TPMS）显示一条轮胎的胎压为 （ 是指1个标准
大气压）、温度为 。由于胎压过高会影响行车安全，故快速放出了适量气体，此时胎压监测系统显示
的胎压为 、温度为 ，设轮胎内部体积始终保持不变，气体视为理想气体， 。求：
（1）在快速放出了适量气体后，胎内气体温度降低的原因；
（2）放出气体的质量与原来气体的质量之比；
（3）经过一段时间后轮胎内剩余气体温度又上升到 ，则此时的胎压为多少。
【答案】（1）见解析；（2） ；（3）
【解析】（1）快速放出适量气体过程中时间较短，不考虑热传递，则
而气体膨胀过程会对外做功，故
由热力学第一定律
故气体内能减小，温度降低；
（2）设轮胎内体积为 ，假设将原来内部压强为 、温度为 气体全部变成压强为 、温
度为 的气体，此时体积为 ，则由理想气体方程可得
代入数据得
故放出气体质量占原来气体质量的比为
（3）当胎内剩余气体温度从 恢复到 过程中体积不变，故
代入数据得
