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专题05 热学
气体图像
1.【2024.1·安徽】一定质量的理想气体从状态a 开始。第一次经绝热过程到状态b；第二次
先经等压过程到状态c，再经等容过程到状态b。
图像如图所示。则（ ）
A.
过程。气体从外界吸热
B.
过程比
过程气体对外界所做的功多
C. 气体在状态a 时比在状态b 时的分子平均动能小
D. 气体在状态a 时比在状态c 时单位时间内撞击在单位面积上
分子数少
【答案】B
【解析】
【详解】A．
过程，气体体积不变，即等容变化过程，气体压强变小，温度降低，
故内能减小。该过程气体对外不做功，故气体向外界放热，A 错误；
B．由微元法可得
图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少，由图像可知，
过程比
过程气体对外界所做的功多，B 正确；
C．
过程为绝热过程，气体体积变大对外做功，由热力学第一定律可知，气体内能
减小，温度降低。温度是分子平均动能的标志，故气体在状态a 时比在状态b 时的分子平
均动能大，C 错误；
1
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D．
过程，气体的压强相等，体积变大温度变大，分子的平均动能变大，分子撞击容
器壁的动量变化量变大。由气体压强的微观解释可知，在状态a 时比在状态c 时单位时间
内撞击在单位面积上的分子数多，D 错误。
故选B
2.【2024.1·广西】等量同种理想气体分别经绝热过程①和一般过程②，温度均从
升至
，
图像如图，过程①外界对理想气体做功为
，过程②外界对理想气体做功为
，
则（ ）
A. 过程②内能的增量等于
B. 过程①和过程②相比，
C. 过程②理想气体向外界放出热量
D. 过程①理想气体从外界吸收的热量等于
【答案】AC
【解析】
【详解】D．由题意可知，①为绝热过程，所以该过程气体既不从外界吸收热量，也不向
外界释放热量，故D 项错误；
A．①为绝热过程，气体内能的变化量等于外界对气体做的功，即
由于理想气体的内能只与温度有关，而两过程的初末状态的温度相同，所以其初末状态的
内能相同，即内能变化相同，即
2
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故A 项正确；
B．由气体的
图像可知，其图像与坐标轴围成的面积为气体做的功，由图像可知，②
过程做的功大于①过程。过程①和过程②相比，
，故B 项错误；
C．由热力学第一定律有
又因为
，且
，结合上述分析可知
所以该过程气体向外界放出热量，故C 项正确。
故选AC。
气体计算
3.【2024.1·甘肃】如图，一个盛有气体的容器内壁光滑，被隔板分成A、B 两部分，隔板
绝热。开始时系统处于平衡状态，A 和B 体积均为
、压强均为大气压
、温度均为环境
温度
。现将A 接一个打气筒，打气筒每次打气都把压强为
、温度为
、体积为
的气体打入A 中。缓慢打气若干次后，B 的体积变为
。（所有气体均视为理想气体）
（1）假设打气过程中整个系统温度保持不变，求打气的次数
；
（2）保持A 中气体温度不变，加热B 中气体使B 的体积恢复为
，求B 中气体的温度
。
3
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【答案】（1）24 次；（2）
【解析】
【详解】（1）对B 气体，根据理想气体状态方程
解得
则根据等温方程
解得
次
（2）A 中气体温度不变
对B 中气体
解得
4.【2024.1·贵州】下图是一个简易温度计示意图，左边由固定的玻璃球形容器和内径均匀
且标有刻度的竖直玻璃管组成，右边是上端开口的柱形玻璃容器，左右两边通过软管连接
4
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用水银将一定质量的空气封闭在左边容器中。已知球形容器的容积为
，左边玻璃
管内部的横截面积为
。当环境温度为
且左右液面平齐时，左管液面正好位于
刻度处。设大气压强保持不变。
（1）当环境温度升高时，为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向上还
向下移动？
（2）当液面位于
刻度处且左右液面又一次平齐时，对应的环境温度是多少摄氏度？
【答案】（1）向下；（2）22℃
【解析】
【详解】（1）当环境温度升高时，假设右边容器不动，则由于左侧气体体积变大，则右侧
管中液面将高于左侧管中液面，则为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向下移动；
（2）开始时左侧气体体积
温度
当液面位于
刻度处使气体的体积
气体进行等压变化，则根据盖吕萨克定律可得
5
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解得
T2=295K
则
t2=22℃
5.【2024.1·河南】房间内温度升高空气外溢的过程可以抽象为如图所示的汽缸模型。汽缸
内活塞可以无摩擦自由滑动，室内温度升高空气外溢，可视为空气膨胀推动活塞向外滑动
室内体积为V0，初始温度为T0。室内温度升高到T 的过程中，活塞向外缓慢移至虚线位置。
室内外气压始终恒定且相等，空气可视为理想气体。求
（1）汽缸内空气升温膨胀后的总体积V；
（2）升温前后室内空气质量之比。
【答案】（1）
；（2）
【解析】
【详解】（1）由题知室内外气压始终恒定且相等，则由盖—吕萨克定律有
解得
（2）根据气体变化前后质量相等有
ρ0V0 = ρV
解得
6
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则升温前后室内空气质量之比为
6.【2024.1·吉林、黑龙江】某同学取一装有少量水的塑料矿泉水瓶，旋紧瓶盖，双手快速
拧搓挤压水瓶。然后迅速拧松瓶盖，瓶盖被顶飞的同时瓶内出现白雾，则（ ）
A. 挤压水瓶过程中，瓶内气体分子的平均动能减小
B. 挤压水瓶过程中，瓶内气体内能不变
C. 瓶盖被顶飞过程中，瓶内气体对外做功
D. 瓶盖被顶飞过程中，瓶内气体温度升高
【答案】C
【解析】
【详解】AB．旋紧瓶盖，双手快速拧搓挤压水瓶，外界对气体做正功，瓶内气体来不及发
生热传导，根据热力学第一定律可知，瓶内气体内能变大，瓶内气体温度升高，则瓶内气
体分子的平均动能增大，故AB 错误；
CD．然后迅速拧松瓶盖，瓶盖被顶飞过程中，瓶内气体对外做功，，瓶内气体来不及发生
热传导，根据热力学第一定律可知，瓶内气体内能变小，瓶内气体温度降低，故C 正确，
D 错误。
气体实验
7.【2024.1·江西】某小组探究气体在等温变化时压强随体积变化的规律．实验方案如下：
在带刻度的注射器内密封一段掺入酒精蒸气的空气，然后将注射器与气体压强传感器连接
管相连接。气体压强p 由传感器测量，气体体积V 等于注射器读数与连接管的容积
之和。
（1）实验时手不要握注射器筒，且应缓慢推动注射器活塞，其目的是______________。
（2）下表是小组采集
一组数据，数据真实可靠，请在图中补充描出第6 至9 个数据点，
7
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并画出
图线____。
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
99.0
110.0
120.9
135.4
154.7
181.2
223.3
291.1
330.0
21.0
19.0
17.0
15.0
13.0
11.0
9.0
7.0
5.0
0.048
0.053
0.059
0.067
0 077
0.091
0.111
0.143
0.200
（3）由
图可知，前8 个数据点的分布情况说明：在等温变化时，气体的压强与体积
关系为__________________________；第9 个数据点显著偏离上述规律，小组猜想是因为
气体的质量减小了，下列哪个选项支持该猜想______________。
A．部分酒精蒸气进入气体压强传感器连接管
B．在测量第9 个数据点时发现注射器筒壁出现模糊，部分酒精蒸气液化
【答案】 ①. 减小热传递和做功对气体温度的影响 ②.
8
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.
③成反比 ④. B
【解析】
【详解】（1）[1]实验时手不要握注射器筒，且应缓慢推动注射器活塞，其目的是减小热
传递和做功对气体温度的影响。
（2）描点如图所示
（3）[3]由
图可知，前8 个数据点的分布情况说明：在等温变化时，气体的压强与
体积成反比；
[4]由图可知，第9 个数据点显著偏离上述规律，可能是在测量第9 个数据点时部分酒精蒸
气遇冷液化使注射器筒壁出现模糊。
故选B。
9
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10
