PAGE3-專題突破與題型專練熱力學定律與氣體試驗定律的綜合問題1.(多選)關于物體的內能,下列說法中正確的是(AB)A.外界對物體做功,物體的內能不肯定增加B.不通過做功的過程,內能也可以從一個物體轉移到另一個物體C.不發生熱傳遞,物體內能總保持不變D.外力對物體做1J的功,物體就肯定增加1J的內能解析:使物體的內能變更的物理過程有兩種:一個是做功,另一個是熱傳遞.可以利用其中的一種過程來變更物體的內能,也可以通過兩種過程共同來變更物體的內能.2.(2024·四川內江檢測)(多選)下列說法中正確的是(AD)A.氣體的溫度上升時,并非全部分子的速率都增大B.盛有氣體的容器做減速運動時,容器中氣體的內能隨之減小C.志向氣體在等容變更過程中,氣體對外不做功,氣體的內能不變D.肯定質量的志向氣體經等溫壓縮后,其壓強肯定增大解析:氣體的溫度上升,分子熱運動的平均速率增大,并非全部分子的速率都增大,故A正確;氣體的內能為全部分子熱運動的動能和勢能之和,與機械運動無關,故B錯誤;由熱力學第肯定律ΔU=W+Q,當W=0時不能確定ΔU=0,故C錯誤;肯定質量的志向氣體經等溫壓縮后,由玻意耳定律知,氣體壓強肯定增大,故D正確.3.肯定質量的氣體在保持壓強恒等于1.0×105Pa的狀況下,體積從20L膨脹到30L,這一過程中氣體從外界吸熱4×103J,則氣體內能的變更為(C)A.增加了5×103J B.削減了5×103JC.增加了3×103J D.削減了3×103J解析:氣體等壓膨脹過程對外做功W=pΔV=1.0×105Pa×(30-20)×10-3m3=1.0×103J.這一過程氣體從外界吸熱Q=4×103J.由熱力學第肯定律ΔU=W+Q,由于氣體對外做功,W應取負值,則可得Δ103J+4.0×103J=3.0×103J,即氣體內能增加了3×103J.故選項C正確.4.(多選)用密封性好、充溢氣體的塑料袋包袱易碎品,如圖所示,充氣袋四周被擠壓時,假設袋內氣體與外界無熱交換,則袋內氣體(AC)A.體積減小,內能增大B.體積減小,壓強減小C.對外界做負功,內能增大D.對外界做正功,壓強減小解析:袋內氣體與外界無熱交換即Q=0,袋四周被擠壓時,體積V減小,外界對氣體做正功,依據熱力學第肯定律ΔU=W+Q,氣體內能增大,則溫度上升,由pVT5.(多選)如圖所示,A,B兩點表示肯定質量的某種志向氣體的兩個狀態,當氣體從狀態A變更到狀態B時(ABD)A.體積必定變大B.有可能經過體積減小的過程C.外界必定對氣體做功D.氣體必定從外界吸熱解析:連接OA,OB,得到兩條等容線,故有VB>VA,所以A正確.由于沒有限制自狀態A變更到狀態B的過程,所以可先從A狀態減小氣體的體積再增大氣體的體積到B狀態,故B正確.因為氣體體積增大,所以是氣體對外界做功,C錯誤.因為氣體對外界做功,而氣體的溫度又上升,內能增大,由熱力學第肯定律知氣體肯定從外界吸熱,D正確.6.肯定質量的志向氣體(分子力不計),體積由V膨脹到V′,假如通過壓強不變的過程實現,對外做功大小為W1,傳遞熱量的值為Q1,內能變更為ΔU1,假如通過溫度不變的過程來實現,對外做功大小為W2,傳遞熱量的值為Q2,內能變更為ΔU2,則(B)A.W1>W2,Q1<Q2,ΔU1>ΔU2B.W1>W2,Q1>Q2,ΔU1>ΔU2C.W1<W2,Q1=Q2,ΔU1>ΔU2D.W1=W2,Q1>Q2,ΔU1>ΔU2解析:第一種狀況,依據pVT=C可知,氣體壓強不變,體積增大,因此溫度上升,ΔU1>0,依據熱力學第肯定律有ΔU1=Q1-W1;其次種狀況,氣體等溫變更,ΔU2=0,依據熱力學第肯定律有ΔU2=Q2-W2,其次種狀況下,壓強減小,體積變更相同,因此W1>W2,且ΔU1>ΔU2=0,因此Q1>Q27.(多選)肯定量的志向氣體從狀態a起先,經驗三個過程ab,bc,ca回到原狀態,其pT圖象如圖所示.下列推斷正確的是(ADE)A.過程ab中氣體肯定吸熱B.過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C.過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱量D.a,b和c三個狀態中,狀態a分子的平均動能最小E.b和c兩個狀態中,單位面積容器壁單位時間內受到氣體分子撞擊的次數不同解析:由pT圖象可知過程ab是等容變更,溫度上升,內能增加,體積不變,由熱力學第肯定律可知過程ab肯定吸熱,選項A正確;過程bc溫度不變,即內能不變,由于過程bc體積增大,所以氣體對外做功,由熱力學第肯定律可知,氣體肯定汲取熱量,選項B錯誤;過程ca壓強不變,溫度降低,內能削減,體積減小,外界對氣體做功,由熱力學第肯定律可知,放出的熱量肯定大于外界對氣體做的功,選項C錯誤;溫度是分子平均動能的標記,由pT圖象可知,a狀態氣體溫度最低,則平均動能最小,選項D正確;b,c兩狀態溫度相等,分子平均動能相等,由于壓強不相等,所以單位面積容器壁單位時間內受到氣體分子撞擊的次數不同,選項E正確.8.(2024·河南洛陽檢測)肯定質量的志向氣體由狀態a沿abc變更到狀態c,汲取了340J的熱量,并對外做功120J.若該氣體由狀態a沿adc變更到狀態c時,對外做功40J,則這一過程中氣體(選填“汲取”或“放出”)J熱量.解析:對該志向氣體由狀態a沿abc變更到狀態c,由熱力學第肯定律可得ΔU=Q+W=340J-120J=220J,即從a狀態到c狀態,志向氣體的內能增加了220J;若該氣體由狀態a沿adc變更到狀態c時,對外做功40J,此過程志向氣體的內能增加還是220J,所以可以判定此過程是汲取熱量,再依據熱力學第肯定律ΔU=Q+W,得Q=ΔU-W′=220J+40J=260J.答案:汲取2609.(1)如圖所示,在斯特林循環的pV圖象中,肯定質量志向氣體從狀態A依次經過狀態B,C和D后再回到狀態A,整個過程由兩個等溫柔兩個等容過程組成.B→C的過程中,單位體積中的氣體分子數目(選填“增大”“減小”或“不變”).

(2)如圖所示,在A→B和D→A的過程中,氣體放出的熱量分別為4J和20J.在B→C和C→D的過程中,氣體汲取的熱量分別為20J和12J.求氣體完成一次循環對外界所做的功.解析:(1)B→C過程為等容過程,單位體積中的氣體分子數目不變.(2)完成一次循環氣體內能不變,ΔU=0,汲取的熱量Q=(20+12-4-20)J=8J,由熱力學第肯定律ΔU=Q+W得,W=-8J,氣體對外界所做的功為8J.答案:(1)不變(2)8J[老師備用1]在如圖所示的坐標系中,肯定質量的某種志向氣體先后發生以下兩種狀態變更過程:第一種變更是從狀態A到狀態B,外界對該氣體做功為6J;其次種變更是從狀態A到狀態C,該氣體從外界汲取的熱量為9J.圖線AC的反向延長線過坐標原點O,B,C兩狀態的溫度相同,志向氣體的分子勢能為零.求:(1)從狀態A到狀態C的過程,該氣體對外界做的功W1和其內能的增量ΔU1;(2)從狀態A到狀態B的過程,該氣體內能的增量ΔU2及其從外界汲取的熱量Q2.解析:(1)由題意知從狀態A到狀態C的過程,氣體發生等容變更該氣體對外界做的功W1=0依據熱力學第肯定律有ΔU1=W1+Q1內能的增量ΔU1=Q1=9J.(2)從狀態A到狀態B的過程,體積減小,溫度上升該氣體內能的增量ΔU2=ΔU1=9J依據熱力學第肯定律有ΔU2=W2+Q2從外界汲取的熱量Q2=ΔU2-W2=3J.答案:(1)09J(2)9J3J[老師備用2]如圖是用導熱性能良好的材料制成的氣體試驗裝置,起先時封閉的空氣柱長度為22cm,現用豎直向下的外力F壓縮氣體,使封閉的空氣柱長度為2cm,人對活塞做功100J,大氣壓強為p0=1×105Pa,不計活塞的重力.問:(1)若用足夠長的時間緩慢壓縮,求壓縮后氣體的壓強多大?(2)若以適當的速度壓縮氣體,向外散失的熱量為20J,則氣體的內能增加多少?(活塞的橫截面積S=1cm2)解析:(1)設壓縮后氣體的壓強為p