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第49 讲 热学基础
目录
01 考情解码·命题预警...............................................................................................................................2
02 体系构建·思维可视...............................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚...............................................................................................................................4
考点一 分子动理论 ....................................................................................................................4
知识点1 分子动理论.................................................................................................................4
知识点2 温度与物体的内能.......................................................................................................4
考向1 微观量的估算...................................................................................................................5
考向2 扩散现象、布朗运动和热运动..........................................................................................6
考向3 分子力、分子势能与物体内能
....................................................................................8
考点二 固体和液体 ..................................................................................................................11
知识点1 固体...........................................................................................................................11
知识点2 液体...........................................................................................................................11
考向1 晶体与非晶体.................................................................................................................11
【思维建模】.....................................................................................................................12
考向2 液体性质的理解.............................................................................................................14
【思维建模】.....................................................................................................................14
考向3 液晶的特性....................................................................................................................15
考点三 气体实验定律 ..............................................................................................................15
知识点1 气体实验定律.............................................................................................................15
知识点2 解题的基本思路..........................................................................................................16
考向1 气体压强及微观解释......................................................................................................16
考向2 气体实验定律的应用
.................................................................................................18
考点三 气体状态变化的图像问题
......................................................................................20
知识点1 一定质量的气体不同图像的比较.................................................................................20
知识点2 气体状态变化图像的分析方法....................................................................................21
考向1 气体的p-V 图像............................................................................................................21
考向2 气体的 V-T 图像............................................................................................................23
考向3 气体的 P-T 图像............................................................................................................24
考向4 气体的p-图像................................................................................................................25
04 真题溯源·考向感知.............................................................................................................................26
1
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考点
要求
考频
2025 年
2024 年
2023 年
1. 分子动理论
2.固体液体
3.气体实验定律
应用
高频
2025.福建T9
2024.福建T9
\
考情分析：
1.命题形式：单选题非选择题
2.命题分析：福建高考对分子动理论、固体、液体的考查较频繁，大多以填空题形式出现，题目难度较为
基础，对气体实验定律的考查比较频繁，选择题和计算题都有出现，题目难度要求大多不是太高，较为基
础，但也不排除个别年份题目较难。福建近三年的考查主要集中在与气体实验定律结合的综合应用当中。
3.备考建议：本讲内容备考时候，理解和掌握分子动理论的内容、固体和液体的特点，能够利用分子动理
论的内容解释有关物理现象，理解和掌握气体实验定律和理想气体状态方程，并能够应用处理有关问题
4.命题情境：
①生活实践类：墨水在水中扩散、花香四溢、樟脑丸变小等现象，解释露珠呈球形、硬币浮水面、毛
细现象（如毛巾吸水）等；
②学习探究类：新材料研发（纳米材料、非晶态合金），精密温度测量与控制，重原理应用（新材
料、热机、制冷）。
5.常用方法：图像法
复习目标：
1.知道阿伏加德罗常数，会进行微观物理量的计算。 理解扩散现象、布朗运动、热运动。
2.知道分子力、分子势能与分子间距离的关系，理解物体的内能的概念。
3.了解固体的微观结构，知道晶体和非晶体的特点，了解液晶的主要性质。了解表面张力现象和毛细现
象，知道它们的产生原因。
4.掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释。 能用气体实验定律解决实际问题，并会分析气体图
像问题。
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考点一 分子动理论
知识点1 分子动理论
1．物体是由大量分子组成的
(1)分子的直径：数量级为10－10 m。
(2)分子的质量：数量级为10－26 kg。
(3)阿伏加德罗常数：NA＝6.02
×
10
23 mol－1。
2．分子永不停息地做无规则运动
(1)扩散现象：由于分子的无规则运动产生的物质迁移现象。温度越高，扩散现象越明显。
(2)布朗运动：悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越明显。
(3)热运动：分子永不停息的无规则运动。温度越高，分子运动越剧烈。
3．分子间的作用力
(1)引力和斥力总是同时存在，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力。
(2)分子引力和斥力都随距离的增大而减小，但斥力变化得更快。
知识点2 温度与物体的内能
1．温度与温标
(1)温度：表示物体的冷热程度，一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
(2)温标：包括摄氏温标(t)和热力学温标(T)，两者的关系是T＝t ＋
273.15
_K。
2．分子的动能
(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。
(2)温度是分子热运动的平均动能的标志。
3．分子的势能
(1)分子势能是由分子间的相对位置决定的能。
(2)决定因素
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①微观上：决定于分子间距离和分子排列情况；
②宏观上：决定于体积和状态。
4．物体的内能
(1)物体的内能是物体中所有分子动能和分子势能的总和，是状态量。
(2)决定因素
①对于给定的物体，其内能大小是由物体的温度和体积决定，即由物体的内部状态决定；
②物体的内能与物体位置的高低、运行速度的大小无关。
考向1 微观量的估算
例1 二氧化碳封存回注，就是通过工程技术手段，把捕集到的二氧化碳注入至地下800 米到3500 米深度范
围内的陆上或海底咸水层，是国际公认的促进碳减排措施。我国第一口位于海底的二氧化碳封存回注井已
于2023 年正式开钻。实验发现，当水深超过2500m 时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状
态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为
，将二氧化碳分子看作直径为D 的球，
则在该状态下体积为V 的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为（ ）
A．
B．
C．
D．
【变式训练】一间教室长宽高分别为a，b，c，假设教室内的气体处于标准状况，已知阿伏伽
德罗常数为
，每摩尔气体在标准状况下的体积为
（以上所有单位均已取国际单位）
(1)请估算教室内的空气分子个数N；
(2)请估算教室内的空气分子平均距离
。
思维建模
1．两种分子模型
(1)球体模型：把分子看成球形，分子的直径：d＝ 。适用于固体和液体。
(2)立方体模型：把分子看成小立方体，其边长：d＝。适用于固体、液体和气体。
2．宏观量与微观量的相互关系
(1)宏观量：物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、物质的量n 等。
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(2)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。
(3)相互关系。
①一个分子的质量：m0＝＝。
②一个分子的体积：V0＝＝。
考向2 扩散现象、布朗运动和热运动
例2 （2023·福建南平·模拟预测）福建南平茶文化久负盛名，“风过武夷茶香远”“最是茶香沁人心”。
人们在泡大红袍茶时茶香四溢，下列说法正确的是（ ）
A．茶香四溢是扩散现象，说明分子间存在着相互作用力
B．茶香四溢是扩散现象，泡茶的水温度越高，分子热运动越剧烈，茶香越浓
C．茶香四溢是布朗运动现象，说明分子间存在着相互作用力
D．茶香四溢是布朗运动现象，说明分子在永不停息地做无规则运动
思维建模
类别
扩散现象
布朗运动
热运动
活动主体
分子
固体微小颗粒
分子
区别
是分子的运动，发生
在固体、液体、气体
任何两种物质之间
是比分子大得多的颗
粒的运动，只能在液
体、气体中发生
是分子的运动，不能
通过光学显微镜直接
观察到
共同点
(1)都是无规则运动
(2)都随温度的升高而更加激烈
联系
扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动
【变式训练1·变考法】（2023·福建·模拟预测）有关物质结构和分子动理论的认识，下列说法正确的是（
）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．分子间距离增大，分子势能一定减小
C．从微观角度看，气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关
D．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力
【变式训练2】如图所示，自嗨锅是一种自热火锅，加热时既不用火也不插电，主要利用发热包内的物质
与水接触，释放出热量。自嗨锅的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成爆炸，非常危险。则
下列说法正确的是（ ）
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A．自嗨锅爆炸的瞬间，盒内气体的内能减小，温度降低
B．自嗨锅爆炸的瞬间，盒内气体的内能增大，温度升高
C．自嗨锅爆炸的短时间内，单位时间单位面积上撞击容器壁的次数增多
D．够闻到自嗨锅内食物的香味是扩散现象
考向3 分子力、分子势能与物体内能
例3（2023·福建龙岩·模拟预测）如图所示，在直线AB 上的A 点固定一个水分子甲，在距A 点距离为r0的
C 点放一水分子乙，水分子乙所受分子力恰为零。移动水分子乙，使其所受的分子力表现为引力，则水分
子乙应向 （填“A”或“B”）点运动；若水分子乙从B 点无初速释放，沿直线BA 方向运动，直到
速度为0，此过程分子势能的变化是 （填“一直减小”、“先减小后增大”或“先增大后减
小”）。
【变式训练1·变考法】（2023·福建福州·二模）如图甲、乙所示，分子力随两分子间距离变化
的图像与分子势能随两分子间距离变化的图像比较相似，取无穷远处分子势能为零。 （选填
“图甲”或“图乙”）为分子力随两分子间距离变化的图像，当分子间距离从
逐渐增大时，分子间作用
力 。
【变式训练2】下列说法正确的是（ ）
A．花粉颗粒在水中的布朗运动，反映了水分子在不停的做无规则运动
B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小
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C．所有晶体都表现为各向异性
D．在一定温度下的某种液体的蒸汽，体积越大时其饱和汽的压强越小
E．第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律
思维建模
分子力、分子势能与分子间距离的关系
分子力F、分子势能Ep与分子间距离r 的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。
(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r 增大时，分子力做负功，分子势能增加。
(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r 减小时，分子力做负功，分子势能增加。
(3)当r＝r0时，分子势能最小。
考点二 固体和液体
知识点1 固体
固体通常可分为晶体和非晶体，具体见下表：
比较
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
外形
规则
不规则
熔点
确定
不确定
物理性质
各向异性
各向同性
微观结构
组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列
注意：多晶体中每个小晶体间的排列无规则
无规则
知识点2 液体
(1)液体的表面张力
①作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直。
③大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表
面张力越大。
(2)液晶
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①液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。
②液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。
③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。
考向1 晶体与非晶体
例1 （2024·福建泉州·二模）温差发电原理：金属或者半导体的内部载流子的密度会随着温度的变化而变
化，当维持物体两端的温差，可使载流子持续扩散，而形成稳定的电压。如图所示，用两种不同的金属丝
组成一个回路，触点1 插在热水中，触点2 插在冷水中，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象。
下列说法正确的是（ ）
A．金属铜是非晶体
B．该实验中有部分内能转化为电路的电能
C．该实验中热水的温度降低，冷水的温度升高
D．该实验符合能量守恒定律，但违背了热力学第二定律
【思维建模】
区别晶体和非晶体的方法
(1)要判断一种物质是晶体还是非晶体，关键是看有无确定的熔点，有确定熔点的是晶体，无确定熔点的是
非晶体。
(2)几何外形是指自然生成的形状，若形状规则，是单晶体；若形状不规则，有两种可能，即为多晶体或非
晶体，凭此一项不能最终确定物质是否为晶体。
(3)从导电、导热等物理性质来看，物理性质各向异性的是单晶体，各向同性的可能是多晶体，也可能是非
晶体。
【变式训练1·变载体】．关于固体和液体，下列说法正确的是（ ）
A．固体都具有固定的熔点
B．固体物理性质各向异性
C．空间站中水形成球形是因为表面张力的作用
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D．液晶是固体和液体的混合物
【变式训练2·变考法】．对于固体和液体的描述，下列说法正确的是（ ）
A．食盐、金刚石、陶瓷、玻璃都是晶体
B．所有晶体都有规则的外形、固定的熔点
C．在完全失重的前提下，熔化的金属可以形成任何形状
D．液晶具有液体流动性同时在光学性质上表现为各向异性
考向2 液体性质的理解
例2 如图，“天宫课堂”中航天员制作了一个水球，利用特制球拍击打水球，下列说法正确的是（ ）
A．悬浮在空中的水球所受地球引力为零
B．球拍击球过程中球和球拍组成的系统动量守恒
C．水球呈球形是由于液体表面张力的作用
D．击球时球拍对水球的作用力大于水球对球拍的作用力
【思维建模】
形成原因
表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作
用力表现为引力
表面特性
表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷
紧的弹性薄膜
表面张力
的方向
和液面相切，垂直于液面上的各条分界线
表面张力
的效果
表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体
积相同的条件下，球形的表面积最小
【变式训练1】喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成
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表面，故无法停留在玻璃上。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．水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结果，与重力无关
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B．图中的玻璃和水滴发生了浸润现象
C．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
D．图中水滴表面分子比水滴的内部密集
考向3 液晶的特性
例3（2024·福建宁德·一模）下列说法正确的是（ ）
A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
B．布朗运动与温度有关，所以布朗运动是分子的热运动
C．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
D．两分子间距离大于
时，增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大
考点三 气体实验定律
知识点1 气体实验定律
气体压强
产生原因
由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各
处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力
叫作气体的压强
决定因素
①宏观上：决定于气体的温度和体积
②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度
理想气体模
型
宏观模型
在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体
注意：实际气体在压强不太大、温度不太低的条件
下，可视为理想气体
微观模型
理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间
无分子势能
气体实验三
定律
玻意耳定律
p1V1＝p2V2
查理定律
＝或＝
盖-吕萨克定律
＝或＝
理想气体的
状态方程
表达式
＝或＝C
知识点2 解题的基本思路
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考向1 气体压强及微观解释
例1 （2024·福建宁德·一模）现利用固定在潜水器体外的一个密闭汽缸做验证性实验：如图，汽缸内封闭
一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐降低，则此
过程中理论上被封闭的气体（ ）
A．单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多
B．压强与潜水器下潜的深度成正比
C．体积与潜水器下潜的深度成反比
D．分子的平均动能变大
【变式训练1】（2023·福建宁德·一模）某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后，
将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示。若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内
的气体（视为理想气体）温度不变，气垫不漏气，则在该过程中，下列说法正确的是（ ）
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A．气垫内的气体内能增加
B．外界对气垫内的气体做正功
C．气垫内的气体向外界放出热量
D．气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数减少
【变式训练2·解决实际问题】（2024·福建福州·模拟预测）一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变
化，从A 到B 过程中，单位时间内单位面积上气体分子碰撞器壁的次数 （填“增大”或“减
小”或“不变”）。 从A 经过B、C、D 又回到A 的过程中，气体 （填“从外界吸热”或
“向外界放热”）。
考向2 气体实验定律的应用
例2 （2025·福建三明·三模）如图，一开口向上竖直放置的圆柱形导热容器，用导热活塞密封一定质量的
理想气体。初始时容器内气柱的高度为h、温度为T0。当外界环境温度变化后，活塞缓慢上升
后再次平
衡，不计活塞与容器间的摩擦，此时容器内气体的温度为 。该过程气体内能 （填“增
大”“减小”或“不变”），气体向外界 （填“吸热”或“放热”）。
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【变式训练1】（2025·福建漳州·模拟预测）一弹性健身球，球内气体的体积为110L，压强为
。
如图所示，某健身爱好者缓慢靠到球上，达到稳定时，球内气体体积变为100L，球内气体视为理想气体且
温度不变，则球内气体压强变为 Pa，该过程外界对气体做的功 （填“大于”“小于”或“等
于”）气体向外界放出的热量。
【变式训练2·变载体】（2024·福建三明·模拟预测）已知泰宁大金湖某处水深度为20m，湖底水温为
4℃，水面温度为27℃，大气压强为
，取
，
。当一气泡从湖底缓慢
升到水面时，其体积约为原来的 倍，此过程气泡内的气体 （选填“吸热”或“放热”），气
泡内的气体可视为理想气体。
【变式训练3】（2024·福建宁德·三模）如图所示，一定质量的理想气体分别经历a→b 和a→c 两个过程，
其中a→b 为等温过程，状态b、c 的体积相同，则a→c 过程中气体对外界 （选填“做正功”
“做负功”或“不做功”），该过程中气体 热量（选填“吸收”或“放出”）。
考点三 气体状态变化的图像问题
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知识点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
pV＝CT，即pV 之积越大的等温线温度越高，线离原点越
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
知识点2 气体状态变化图像的分析方法
1.明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体
的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态
变化的一个过程。
2.明确图像斜率的物理意义：在VT 图像(pT 图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个
状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。
3.明确图像面积物理意义：在pV 图像中，pV 图线与V 轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。
考向1 气体的p-V 图像
例1 （2024·福建漳州·模拟预测）如图，一定质量的理想气体从状态A 经过等压变化到状态B，再经过等
容变化到状态C，最终经过等温变化回到初始状态A。则从A 到B 过程气体的内能 （填“变大”、
“不变”或“变小”），B 到C 过程外界对气体 （填“做正功”、“做负功”或“不做功”），C
到A 过程气体 （填“吸热”、“放热”或“不吸热不放热”）。
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【变式训练】（2024·福建·三模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a 沿a→b→c 到达状态c 的过程中，
气体吸热200J，对外做功80J，从状态c 沿曲线c→a 到状态a 的过程中，外界对气体做功50J，则c→a 过
程中气体 （选填“吸收”或“放出”）的热量数值为 J。
考向2 气体的 V-T 图像
例2 （2024·福建漳州·三模）一定质量的理想气体经历了
的循环过程后回到状态a，其
图像如图所示，其中
均与V 轴平行。
过程气体对外界 （填“做正功”“做负功”
或“不做功”）；
过程气体内能 （填“一直增加”“先不变后减少”或“先不变后增
加”）；
过程气体 （填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）。
【变式训练】（2022·福建·高考真题）带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体开始处于a 状态，
然后经过
状态变化过程到达c 状态。在
图中变化过程如图所示。
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（1）气体从a 状态经过
到达b 状态的过程中压强 。（填“增大”、“减小”或“不
变”）
（2）气体从b 状态经过
到达c 状态的过程要 。（填“吸收”或“放出”）热量。
考向3 气体的 P-T 图像
例1 （2025·福建莆田·二模）一定质量的理想气体由状态A 经过状态B 变为状态C，其p-T 图像如图所示。
已知气体在状态C 时的体积为0.9m3。气体在状态B 时的体积为 m3；从状态A 到状态C 的过程
中气体 （填“吸收”或“释放”）热量。
【变式训练】（2024·福建福州·模拟预测）一定质量的理想气体的三个状态变化过程如图所示。
过
程中气体的密度 ，
过程中气体的体积 ，
过程中气体的分子动能 。（均选
填“增大”“减小”或“不变”）
考向4 气体的p-图像
例1 一定质量的封闭气体可看做理想气体，其状态从a 变为状态b、c 又回到状态a，用
图像表示如
图所示。下列说法正确的是（ ）
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A．在b→c 过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
B．在c→a 过程中，气体对外界做功，气体内能不变，温度不变
C．在a→b→c 过程中，气体放出的热量等于
D．气体在a→b→c→a 循环过程中对外做的功等于
图像围成的面积
【变式训练】某同学用如图甲所示装置做“探究气体等温变化的规律”的实验，下列说法中正确的是（
）
A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B．推拉柱塞时，为了稳定，手要握住注射器筒
C．该同学分别在
及
温度下实验并作出图乙所示
图，则
D．若某次实验压缩气体时缓慢漏气，则作出的
图线应为图丙中的②
1．（2025·福建·高考真题）洗衣机水箱的导管内存在一竖直空气柱，根据此空气柱的长度可知洗衣机内的
水量多少。当空气柱压强为p1时，空气柱长度为L1，水位下降后，空气柱温度不变，空气柱内压强为p2，
则空气柱长度L2= ，该过程中内部气体对外界 。（填做正功，做负功，不做
功）
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2.（2023·福建·高考真题）一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A 的循环过程后回到状态A，其
图如图所示。完成一次循环，气体内能 （填“增加”“减少”或“不变”），气体对外界
（填“做正功”“做负功”或“不做功”），气体 （填“吸热”“放热”“不吸热”或“不放
热”）。
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