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2026 届高三物理二轮复习专项训练:热学专题 热力学定律
问题
一、单选题
1.能源是人类活动的物质基础,从某种意义上讲,人类社会的发展离不开能源。下列关于
能源的理解正确的是( )
A.根据能量守恒定律可知,人类可利用的能源是取之不尽的
B.电脑长时间不用时,使其待机比较节能
C.太阳能电池板是将光能转化为电能
D.只要能源可利用,开发时不必考虑其他因素
2.下列说法正确的是( )
A.水能和风能属于可再生能源
B.化石能源属于可再生能源
C.能量耗散是指在一定条件下,能量在转化过程中总量减少了
D.在能源的利用过程中,能量在数量上并未减少,在可利用的品质上也不变
3.一定质量的理想气体的状态变化过程已表示在如图所示的
图上,气体先由a 状态
沿双曲线变化到b 状态,再沿与横轴平行的直线变化至c 状态,a、c 两点位于平行于纵轴
的直线上。以下说法中正确的是( )
A.由a 状态至b 状态为温度升高
B.由b 状态至c 状态放出热量
C.由c 状态至a 状态气体对外界做功,同时吸收热量
D.c 状态下气体分子单位时间与器壁单位面积碰撞次数小于b 状态
4.压缩空气储能(CAES)是一种利用压缩空气来储存能量的新型储能技术,绝热压缩空
气储能方式是压缩空气并将产生的热能储存在各种介质当中,比如混凝土、石头、矿洞矿
石中等。需要发电的时候让压缩空气推动发电机工作,这种方式能够将压缩空气储能的效
率提升。对于上述过程的理解,下列说法正确的是( )
A.绝热压缩空气,分子平均动能不变
B.绝热压缩空气,温度升高,气体内能一定增大
C.该方式能够将压缩空气储能的效率提升到
D.压缩空气推动发电机工作,是气体对外做功,内能增大
5.下列属于可再生能源的是( )
A.水能
B.煤炭
C.石油
D.天然气
6.物理兴趣小组用棕色玻璃小药瓶制作的浮沉子,其下端开有小孔,水可通过小孔进出瓶
体。如图所示,去掉矿泉水瓶的盖子,把浮沉子放入矿泉水瓶中,并使之悬浮在矿泉水瓶
中的水中间,再拧紧矿泉水瓶的盖子,将空气视为理想气体,分别完成以下两种操作:
操作一:环境温度恒定不变,用手缓慢捏扁矿泉水瓶,观察浮沉子的升降情况;
操作二:放入冰箱降温。
根据热力学第一定律分析能量的变化情况,下列判断正确的是( )
A.操作一中,小药瓶缓慢上浮,药瓶内气体的内能增加
B.操作一中,小药瓶加速下沉,药瓶内气体的内能不变
C.操作二中,药瓶内气体的内能增加
D.操作一中,小药瓶内气体从外界吸收热量
7.如图甲所示,饮水桶上装有压水器,可简化为图乙所示的模型。挤压气囊时,可把气囊
中的气体全部挤入下方的水桶中,下方气体压强增大,桶中的水会从细管中流出。某次取
水前,桶内液面距细管口高度差为h,细管内外液面相平,压水3 次恰好有水从细管中溢
出。已知在挤压气囊过程中,气体的温度始终不变,略去细管的体积,外部大气压强保持
不变,水的密度为
,重力加速度为g,关于此次取水过程下列说法正确的是( )
A.桶内气体的内能不变
B.桶内气体需从外界吸热
C.压水3 次后桶内气体压强为
D.每次挤压气囊,桶内气体压强的增量相同
8.密闭容器内密封一定质量的理想气体,气体从a 状态经过一系列变化回到初始状态,变
化过程中
图如图所示。下列分析正确的是( )
A.a 状态时气体分子在单位时间单位面积上的碰撞次数比b 状态时小
B.a、b、c 三个状态相比,气体内能大小满足
C.a→b 过程气体对外做功小于c→a 过程外界对气体做的功
D.b→c 过程气体吸收的热量大于c→a 过程气体释放的热量
9.一定质量的理想气体由状态a 变化到状态b 的过程中,体积V 随热力学温度T 变化的图
像如图所示。已知气体在状态b 的压强为1.36×105Pa,从状态a 变化到状态b 气体吸收的热
量为4×104J,则该过程中气体的内能增加了( )
A.2.04×104J
B.1.96×104J
C.1.64×104J
D.1.28×104J
10.一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
二、多选题
11.下列说法正确的是( )
A.黑体辐射电磁波的强度随波长的分布仅与黑体的温度有关
B.强子是参与强相互作用的粒子,因而质子、中子和电子都属于强子
C.液晶具有旋光性,加电场时偏振光被液晶层旋光呈现亮态
D.物理学中,反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力学第二定律
12.如图所示,某同学将针筒的针拔除后,用橡胶套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,则下列说法正确的是( )
A.推杆压缩气体过程,针筒内气体放热
B.推杆弹射过程,针筒内气体内能增加
C.推杆弹射过程,针筒内气体分子平均动能减少
D.推杆弹射过程,气体分子数密度减小
13.一定质量的理想气体,状态从
的变化过程可用如图所示的
图线描述,其中
为等温线,气体在状态A 时的温度为T=300K。下列说法正确的是
( )
A.气体在状态C 时的温度
B.从A 到C 过程外界对气体做了600J 的功
C.气体从状态D 变化到状态A,单位体积内的气体分子数减小,气体分子的平均动能
不变
D.若气体从D 到A 过程中外界对气体做功为250J,则气体从
(一次循环)过程中气体吸收的热量为250J
14.如图所示,一定质量的理想气体从状态A 经过状态B、C 又回到状态A。下列说法正确
的是( )
A.
过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
B.
过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
C.
过程中气体吸收的热量大于
过程中气体放出的热量
D.
过程中气体对外做的功大于
过程中外界对气体做的功
15.如图,为电冰箱的工作原理图,压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断
循环,在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到
箱体外。下列说法正确的是( )
A.冰箱内传到冰箱外的热量等于冰箱内减少的热量
B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能
C.电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律
D.电冰箱除了将热量从低温热库传到高温热库外,工作过程中所产生的其他一切影响,
无论用任何办法都不可能加以消除
16.如图所示描述了一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ab 的延长线过
原点,则下列说法正确的是( )
A.气体从状态a 到b 的过程,气体体积不变
B.气体从状态b 到c 的过程,一定从外界吸收热量
C.气体从状态c 到d 的过程,外界对气体做功
D.气体从状态d 到a 的过程,气体的内能减小
三、填空题
17.一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”)。
18.一定质量的理想气体从状态a 开始,经历三个过程ab、bc、ca 回到原状态,其压强p
与温度t 的关系图像如图所示,气体在a 状态时的体积_________在b 状态时的体积;气体
在b 状态的内能_________c 状态的内能;气体在过程ca 中向外界放出的热量_________外
界对气体做的功。(都填“大于”“等于”“小于”)
19.一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,则完成一次循环,气体内能______(选填“增加”“减少”或“不变”),气体
______(选填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”)。
20.如图所示,一带有抽气阀门的绝热密闭容器内,有一个充有一定量气体的气球(不漏
气)。将容器和球内气体均视为理想气体且二者温度总相同。在抽气泵将容器内的气体缓
慢抽出的过程中,气球的体积逐渐增大,则单位时间内与气球内壁发生碰撞的气体分子个
数__________(填“减少”或“增加”);气球内部气体内能变化量大小__________(填
“大于”“小于”或者“等于”)气球内部气体对外做功的大小。
四、解答题
21.如图,一定质量的理想气体经历了A→B→C 的状态变化过程,在此过程中气体的内能
增加了135J,气体从外界吸收了45J 的热量,已知状态A 时气体的体积VA=600cm3。求:
(1)状态C 时气体的体积
;
(2)状态A 时气体的压强
。
22.绝热的活塞与汽缸之间封闭一定质量的理想气体,汽缸开口向上置于水平面上,活塞
与汽缸壁之间无摩擦,缸内气体的内能
,如图甲所示。已知活塞横截面积
,其质量
,大气压强
,重力加速度
,如
果通过电热丝给封闭气体缓慢加热,活塞由原来的P 位置移动到Q 位置,此过程封闭气体
的
图像如图乙所示,且知气体内能与热力学温度成正比。求:
(1)封闭气体最后的体积V;
(2)封闭气体吸收的热量Q。
23.如图所示,一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内,活塞可沿气缸壁无摩
擦地滑动。活塞的面积S=1.0×10-3m2,质量m=2kg,气缸竖直放置,气缸内气体温度为
77℃,活塞相对于气缸底部的高度
,现将气缸置于室温为27℃的环境中,已知大
气压强
Pa,重力加速度大小
。
(1)求重新平衡时活塞离气缸底部的距离;
(2)活塞重新平衡的过程中气缸内气体释放的热量为16.8J,求气体内能的变化量。
24.如图1 所示,粗细均匀、导热良好的圆柱形汽缸水平放置,两个完全相同的活塞
封闭了质量相等的
两部分同种理想气体,每部分气体的长度均为L。现将汽缸
缓慢转至开口向上,活塞质量均为
,其中
为大气压强,为活塞截面积,
为
重力加速度。已知环境温度、大气压强均恒定,
两活塞可以沿汽缸壁无摩擦滑动且
不漏气。
(1)判断此过程
两部分气体哪个放热较多,并简要说明理由;
(2)汽缸开口向上,稳定后
两部分气体的长度分别为多少。
25.如图所示,导热良好的固定直立圆筒内用面积
、质量
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300K 的热源接触,平衡时圆筒内气
体处于状态A,其体积
。缓慢推动活塞使气体达到状态B,此时体积
。固定活塞,升高热源温度,气体达到状态C,此时压强
Pa。已
知从状态A 到状态C,气体从外界吸收热量
J;从状态B 到状态C。气体内能增加
J;大气压
Pa。
(1)求气体在状态C 的温度
;
(2)求气体从状态A 到状态B 过程中外界对系统做的功
。
《2026 届高三物理二轮复习专项训练:热学专题 热力学定律问题》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
B
B
A
B
D
C
B
D
题号
11
12
13
14
16
答案
AD
ACD
AD
ACD
ABD
1.C
【详解】A.能量虽然守恒,但有的资源容易利用,有的资源难以利用,资源短缺成为社
会发展的阻碍,因而要合理开发利用,故A 错误;
B.电脑长时间处于待机状态,仍会消耗电能,不节能,故B 错误;
C.太阳能电池板是将光能转化为电能,储存在电池板中,故C 正确;
D.能源的开发和利用,必须要同时考虑其对环境的影响,故D 错误。
故选C。
2.A
【详解】A.水能和风能可以在自然界里源源不断地得到补充的能源,可知水能和风能属
于可再生能源,A 正确;
B.化石能源不可能在短时间从自然界得到补充的能源,可知化石能源属于不可再生能源,
B 错误;
C.能量耗散是指在能源的利用过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降
低了,C 错误;
D.根据上述可知,在能源的利用过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上
降低了,D 错误。
故选A。
3.B
【详解】A.因为a→b 变化图线为双曲线的一支,为等温线,所以是等温变化,故A 错误;
B.根据理想气体状态方程
从b 到c 为等压变化,体积减小,所以温度降低,又因为外界对气体做功,根据热力学第
一定律
可知,此过程放出热量,故B 正确;
C.c→a 过程体积不变,没有做功,根据理想气体状态方程可知,压强增大温度升高,结
合热力学第一定律可知,从外界吸收热量,故C 错误;
D.据气体压强的微观解释,气体压强由分子平均撞击力大小与单位时间内与器壁单位面
积碰撞次数决定,c 状态温度低于b 状态,热运动减弱,分子平均撞击力减小,而压强又相
同,所以c 状态下气体分子单位时间与器壁单位面积碰撞次数大于b 状态,故D 错误。
故选B。
4.B
【详解】AB.绝热压缩空气前后,外界对气体做功,根据热力学第一定律,内能增大,温
度升高,分子平均动能增大,选项A 错误,选项B 正确;
C.压缩空气储能的过程涉及热运动的能量转换过程,任何转换过程效率都不可能达到
,选项C 错误;
D.压缩空气膨胀推动发电机工作,是气体体积增大对外做功,根据热力学第一定律可知,
内能减少,选项D 错误。
故选B。
5.A
【详解】煤炭、石油、天然气等化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成
的,是不可再生能源,水能可以循环再生,属于可再生能源。故选A。
6.B
【详解】ABD.拧紧矿泉水瓶的盖子,则环境温度恒定不变,用手缓慢捏扁矿泉水瓶,则
气体体积减小,压强变大,因当小药瓶悬浮时浮力等于重力,压强变大,体积减小,浮力
减小,则小药瓶加速下沉,温度不变,则药瓶内气体的内能不变,外界对气体做功,则气
体放热,选项AD 错误,B 正确;
C .操作二中,放入冰箱降温,则温度降低,药瓶内气体的内能减小,选项C 错误。
故选B。
7.D
【详解】A.在挤压气囊过程中,气体的温度始终不变,而气体总的体积也不变,但在挤
压的过程中,气体的质量增加了,因此在温度不变的情况下,气体的内能增加了,故A 错
误;
B.在挤压气囊过程中,气囊内的气体进入桶中,外界在对气囊内气体和原有气体做功,
被压入的气体和原有的气体都被压缩,而桶中气体的温度不变,则原有气体的内能不变,
根据热力学第一定律可知,气体要向外放热,故B 错误;
C.压水3 次后桶内气体压强应为大气压与
之和,故C 错误;
D.根据道尔顿分压原理可知,每次压进去的气体的质量一定,而在本次取水过程中水桶
可容纳气体的体积不变,则可知每次压进去的气体对水桶内部提供相同的压强增量,故D
正确。
故选D。
8.C
【详解】A.由图可知
,a、b 状态下分子平均动能相等,但a 状态
分子数密度大于b 状态分子数密度,a 状态下分子在单位时间单位面积上的碰撞次数大于b
状态的,故A 错误;
B.理想气体内能正比于温度T,故
,故B 错误;
C.由气体状态方程可推得
,又a→b 过程和c→a 过程体积变化量相等,由
可知a→b 过程气体对外做功小于c→a 过程外界对气体做的功,故C 正确;
D.由b→c 过程V 不变,仅存在热传递过程,对b→c→a 的过程由热力学第一定律可知
即b→c 过程气体吸收的热量小于c→a 过程气体释放的热量,故D 错误。
故选C。
9.B
【详解】设气体在300K 时的压强为p,从300K 到400K 为等容变化,则有
解得
p=1.02×105Pa
由图像可知,气体从200K 到300K 为等压膨胀,气体对外做功为
从300K 到400K 气体做功为零,根据热力学第一定律可知,气体内能变化为
故选B。
10.D
【详解】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。
11.AD
【详解】A.黑体辐射随着波长越短温度越高则辐射越强,所以黑体辐射电磁波的强度随
波长的分布只与黑体的温度有关,故A 正确;
B.物体间的相互作用力分为四种,其中有一种是强相互作用力,它是发生在强子之间的
作用力,质子和中子都是强子,而电子属于轻子,故B 错误;
C.加电场后,原来扭曲排列的液晶分子变为垂直平行排列,液晶分子沿电场方向竖起,
透过第一块偏振片的偏振光通过液晶层时不再发生旋光, 到达出射端的偏振片时,透光轴
与出 射光的偏振方向垂直,光被截止,呈现暗态,故C 错误;
D.热力学第二定律是物理学中反映宏观自然过程方向性的定律。它描述了热量传递、能
量转换等自然过程的方向性,即这些过程总是朝着某个特定的方向进行,而无法逆向进行,
故D 正确。
故选AD。
12.ACD
【详解】A.推杆压缩气体过程,外界对气体做功,气体内能不变,根据热力学第一定律
可知气体向外界放热,A 正确;
B.推杆弹射过程,针筒内气体对外做功且与外界无热交换,气体内能减少,B 错误;
C.推杆弹射过程,气体内能减少,温度降低,针筒内气体分子平均动能减少,C 正确;
D.推杆弹射过程,气体体积增大,气体分子数密度减小,D 正确。
故选ACD。
13.AD
【详解】A.由题可知
为等温线,则
C 到D 过程由盖·吕萨克定律得
解得
故A 正确;
B.A 到B 过程压强不变,则气体对外做功
B 到C 过程体积不变,则气体不做功,则A 到C 过程,
气体对外做功600J,故B 错误;
C.由于气体质量保持不变,气体从状态D 变化到状态A,气体体积减小,单位体积内气
体分子数增大,温度不变,气体分子的平均动能不变,故C 错误;
D.气体从A 到B 过程体积增大,对外做功
气体从B 到C 过程体积不变,气体不做功,即
气体从C 到D 过程体积减小,外界对气体做功,即
一次循环内能不变,由热力学第一定律可得
由以上各式可即
则气体吸收的热量为250J,故D 正确。
故选AD。
14.ACD
【详解】A.气体在
过程中,温度保持不变,气体分子的平均动能保持不变,气体
体积减小,根据理想气体状态方程可知,气体压强增大,根据理想气体压强微观意义可知,
单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加,故A 正确;
B.气体在
过程中,由图像可知,气体压强保持不变,气体温度升高,气体分子的
平均动能变大,根据理想气体压强微观意义可知,单位时间内撞击单位面积器壁的分子数
减小,故B 错误;
C.气体在
过程中,由图像可知
,可知气体内能不变,气体体积变大,
外界对气体做负功,根据热力学第一定律可知,气体从外界吸热,故
过程中气体吸
收的热量大于
过程中气体放出的热量,故C 正确;
D.气体在
过程中,气体压强保持不变,气体在
过程中,气体压强增大,可
知
过程中的平均压强小于
过程中的压强,由于两个过程的气体体积变化相同,
则
过程中气体对外做的功大于
过程中外界对气体做的功,故D 正确。
故选ACD。
15.BD
【详解】A.电冰箱制冷系统从冰箱内部吸收了热量的同时消耗了电能,转化为压缩机的
机械功,但在转化的过程中有一部分电能转化成了内能,和从冰箱内吸收的热量一起被传
到外界,因此冰箱内传到冰箱外的热量大于冰箱内减少的热量,故A 错误;
B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能,转化
为压缩机的机械功,从而使压缩机不断做功,实现制冷效果,故B 正确;
C.电冰箱的工作原理并不违背了热力学第二定律,电冰箱在从低温热库吸热的同时也在
消耗电能,并且消耗的电能并未完全转化为压缩机的机械功,还有一部分电能转化为热能
释放到外界,故C 错误;
D.根据热力学第二定律可知,电能不可能全部转化为压缩机的机械功,从而使电冰箱将
热量从低温热库传到高温热库外,在使电冰箱将热量从低温热库传到高温热库外个人过程
中,还有部分电能转化成了内能,即在能量守恒的情况下,能量的利用率不可能达到百分
之百,一定还会产生其他的影响,故D 正确。
故选BD。
16.ABD
【详解】A.从状态a 到b,气体发生的是等容变化,气体的体积不变,故A 正确;
B.从状态b 到c,温度升高,压强不变,根据理想气体状态方程
可知,体积增加,气体对外做功,温度升高说明内能增加;
根据热力学第一定律
气体吸收热量,故B 正确;
C.从状态c 到d,温度不变,压强减少,则体积增大,气体对外做功,故C 错误;
D.从状态d 到a,温度降低,内能减小,故D 正确。
故选ABD。
17. 不变 做正功 吸热
【详解】[1]完成一次循环,回到初始状态,理想气体温度不变,而一定质量的气体的内能
仅由温度决定,所以整个过程气体的内能不变;
[2][3]对p-V 图像来说,图像与坐标轴所围图形的面积表示气体做功情况,其中从A→B→C
的过程气体的体积减小是外界对气体做功的过程,从C→D→A 的过程气体的体积增大,是
气体对外做功的过程,且从C→D→A 的过程图像与坐标轴所围的面积大于从A→B→C 的
过程图像与坐标轴所围的面积,即气体对外做的功大于外界对气体做的功,则整个过程中
表现为气体对外界做正功;根据热力学第一定律
因为
,可知因
W<0
则
Q>0
所以气体从外界吸收热量。
18. 等于 等于 大于
【详解】[1]直线ab 过绝对零点,可知ab 为等容线,则气体在a 状态时的体积等在b 状态
时的体积;
[2]气体在bc 状态时温度相同,可知气体在b 状态的内能等于c 状态的内能;
[3]气体在过程ca 中温度降低,内能减小,压强不变,体积减小,外界对气体做功,则根据
可知,向外界放出的热量大外界对气体做的功。
19. 不变 放热
【详解】[1]完成一次循环,回到初始状态,理想气体温度不变,而一定质量的气体的内能
仅由温度决定,所以整个过程气体的内能不变;
[2]对
图像来说,图像与坐标轴所围图形的面积表示气体做功情况,其中从A→B 的过
程体积减小,外界对气体做功,从C→D 的过程体积增大,气体对外界做功,B→C 和
D→A 的过程,体积不变,不做功。从图像上可以看出,A→B 的过程图像与坐标轴所围的
面积大于C→D 的过程图像与坐标轴所围的面积,故整个过程中表现为外界对气体做功,
根据热力学第一定律
因为
,可知因
则
所以气体会放出热量。
20. 减少 大于
【详解】[1]抽气过程中,容器和球内气体的整体相当于是绝热膨胀过程,故二者温度降低,
气球内部气体的密度减小,气体的平均动能减小,单位时间内与气球内壁发生碰撞的气体
分子个数减少;
[2]气球膨胀过程中,气球内部气体对外放热,也同时对外做功,所以气球内部气体内能变
化量大小等于气球内气体对外做功的大小和对外放热的大小之和。
21.(1)
;(2)
【详解】(1)一定质量的理想气体经历A→B 的状态变化过程中,等容变化,所以
在B→C 的变化中,根据
求得
(2)一定质量的理想气体经历了A→B→C 的状态变化过程,根据热力学第一定律可得
求得
在B→C 的变化中,等压变化
求得
在A→B 的状态变化过程中
代入数据求得
22.(1)
;(2)
【详解】(1)以气体为研究对象,根据盖—吕萨克定律,有
解得封闭气体最后的体积为
(2)由气体的内能与热力学温度成正比
解得
活塞从P 位置缓慢移到Q 位置,活塞受力平衡,气体为等压变化,以活塞为研究对象有
解得
外界对气体做功
由热力学第一定律
得气体变化过程吸收的热量为
23.(1)
(2)减少4.8J
【详解】(1)设重新平衡后活塞到汽缸底部的距离为
,取封闭气体为研究对象,气体
发生等压变化,由盖-吕萨克定律得
解得
(2)活塞重新平衡的过程中外界对气体做功,则有
由热力学第一定律得
解得
气体内能减少4.8J。
24.(1)气体
放热较多,见解析;(2)
,
【详解】(1)将汽缸缓慢转至开口向上后,由于
部分的气体的压强较大,体积减小的较
多,外界对其做功较多,气体内能保持不变,根据
可知气体
放热较多;
(2)设大气压强
,活塞的质量为
,截面积为,气柱
长度分别为
由玻意耳定律,对
部分气体,有
对
部分气体,有
解得
25.(1)350K;(2)11J
【详解】(1)气体在A 状态时,根据平衡条件有
气体从状态A 到状态B 的过程中发生等温变化,根据玻意耳定律有
=
气体从状态B 到状态C 发生等容变化,根据查理定律有
其中
K
联立以上各式解得
K
(2)由于从状态A 到状态B 气体发生等温变化,即气体温度不变,因此
=0
而从状态A 到状态C,根据热力学第一定律有
由于状态B 到状态C 气体发生等容变化,即气体体积不变,则可知
因此可得
而
联立解得
J