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1、专题突破与题型专练 热力学定律与气体实验定律的综合问题课时作业 KESHI ZUOY E：-1. （多选）关于物体的内能,下列说法中正确的是（ AB ）A. 外界对物体做功，物体的内能不一定增加B. 不通过做功的过程，内能也可以从一个物体转移到另一个物体C. 不发生热传递， 物体内能总保持不变D. 外力对物体做1 J的功，物体就一定增加1 J的内能 解析:使物体的内能改变的物理过程有两种:一个是做功，另一个是热 传递.可以利用其中的一种过程来改变物体的内能，也可以通过两种 过程共同来改变物体的内能2. （2019 四川内江检测）（多选）下列说法中正确的是（AD ）A. 气体的温度升高时,并非所
2、有分子的速率都增大B. 盛有气体的容器做减速运动时,容器中气体的内能随之减小C. 理想气体在等容变化过程中，气体对外不做功，气体的内能不变D. 一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大 解析:气体的温度升高，分子热运动的平均速率增大，并非所有分子的 速率都增大，故A正确;气体的内能为所有分子热运动的动能和势能 之和，与机械运动无关，故B错误；由热力学第一定律 U二W+Q,当W=0 时不能确定 U=0，故C错误;一定质量的理想气体经等温压缩后，由 玻意耳定律知， 气体压强一定增大， 故 D 正确.3. 一定质量的气体在保持压强恒等于1.0X105 Pa的状况下,体积从20 L膨胀到30 L
3、,这一过程中气体从外界吸热4X103 J,则气体内能的变化为( C )A. 增加了 5X103 J B.减少了 5X103 JC. 增加了 3X103 J D. 减少了 3X103 J解析:气体等压膨胀过程对外做功W=pA V=1.0X 105 PaX (30-20) X10-3 m3=1.0X103 J.这一过程气体从外界吸热Q=4X103 J.由热力学第 一定律 U二W+Q,由于气体对外做功,W应取负值，则可得厶U=-1.0X103 J+4.0X103 J=3.0X103 J,即气体内能增加了 3X103 J.故选项 C 正确.4. (多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品, 如图所
4、示, 充气 袋四周被挤压时, 假设袋内气体与外界无热交换, 则袋内气体( AC )屈碎品A. 体积减小, 内能增大B. 体积减小, 压强减小C. 对外界做负功, 内能增大D. 对外界做正功, 压强减小 解析:袋内气体与外界无热交换即Q=0,袋四周被挤压时，体积V减小, 外界对气体做正功，根据热力学第一定律厶U=W+Q,气体内能增大，则 温度升高，由二C知压强增大，选项A,C正确,B,D错误.5. （多选）如图所示,A,B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状 态,当气体从状态A变化到状态B时（ABD ）0YA. 体积必然变大B. 有可能经过体积减小的过程C. 外界必然对气体做功D. 气体必然从
5、外界吸热解析:连接OA,OB,得到两条等容线，故有VV，所以A正确.由于没有BA限制自状态A变化到状态B的过程，所以可先从A状态减小气体的体 积再增大气体的体积到B状态，故B正确.因为气体体积增大，所以是 气体对外界做功,C错误.因为气体对外界做功，而气体的温度又升高, 内能增大，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热,D正确.6. 一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V膨胀到V，,如果通过 压强不变的过程实现，对外做功大小为W，传递热量的值为Q ,内能变11化为 U,如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W，传递12热量的值为Q,内能变化为卩，则（B ）22A. W W ,Q Q ,
6、 A U U1 2 1 212B. WW,QQ,A UA U1 2 1 212C. W0,根据热力学第一定律有厶U =Q -W ;第二种情况,气体等1 1 1 1温变化, U =0,根据热力学第一定律有厶U =Q -W ,第二种情况下，压2 2 2 2强减小，体积变化相同，因此WW，且 U U =0,因此Q Q.1 2 1 2 1 27. （多选）一定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p T图象如图所示.下列判断正确的是（ADE ）A. 过程 ab 中气体一定吸热B. 过程 bc 中气体既不吸热也不放热C. 过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热量D.
7、a,b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E. b 和 c 两个状态中, 单位面积容器壁单位时间内受到气体分子撞击的次数不同解析：由p_T图象可知过程ab是等容变化，温度升高，内能增加，体积 不变，由热力学第一定律可知过程ab 一定吸热，选项A正确;过程bc 温度不变, 即内能不变, 由于过程 bc 体积增大, 所以气体对外做功, 由 热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项B错误;过程ca压强不 变， 温度降低， 内能减少， 体积减小， 外界对气体做功， 由热力学第一定 律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项C错误;温度是 分子平均动能的标志，由p T图象可知,a状态气体温度
8、最低,则平均 动能最小，选项D正确;b,c两状态温度相等,分子平均动能相等，由于 压强不相等,所以单位面积容器壁单位时间内受到气体分子撞击的次 数不同,选项 E 正确.8. （2019 河南洛阳检测）一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到 状态c,吸收了 340 J的热量，并对外做功120 J.若该气体由状态a沿 adc变化到状态c时，对外做功40 J,则这一过程中气体（选填“吸收”或“放出”）J热量.解析:对该理想气体由状态 a 沿 abc 变化到状态 c, 由热力学第一定律 可得 U二Q+W=340 J-120 J=220 J,即从a状态到c状态，理想气体的 内能增加了 220 J;若该
9、气体由状态a沿adc变化到状态c时,对外做 功40 J,此过程理想气体的内能增加还是220 J,所以可以判定此过程 是吸收热量，再根据热力学第一定律 U=Q+W，得Q=A U-W，=220 J+ 40 J=260 J.答案:吸收 2609. （ 1）如图所示，在斯特林循环的p_V图象中，一定质量理想气体从状 态 A 依次经过状态 B,C 和 D 后再回到状态 A, 整个过程由两个等温和 两个等容过程组成.BC的过程中，单位体积中的气体分子数目 （选填“增大”“减小”或“不变”）.(2)如图所示，在AB和DA的过程中，气体放出的热量分别为4 J 和20 J.在B-C和C-D的过程中，气体吸收的热
10、量分别为20 J和 12 J. 求气体完成一次循环对外界所做的功.解析：(1)BC过程为等容过程,单位体积中的气体分子数目不变.(2)完成一次循环气体内能不变， U=0,吸收的热量Q=(20+12-4- 20) J=8 J,由热力学第一定律 U=Q+W得,W=-8 J,气体对外界所做的 功为 8 J.答案：(1)不变 (2)8 J教师备用1 在如图所示的坐标系中, 一定质量的某种理想气体先后 发生以下两种状态变化过程:第一种变化是从状态A到状态B,外界对 该气体做功为6 J;第二种变化是从状态A到状态C,该气体从外界吸 收的热量为9 J.图线AC的反向延长线过坐标原点O,B,C两状态的温 度相
11、同, 理想气体的分子势能为零. 求:从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W和其内能的增量1 U ;1(2)从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量 U及其从外界吸收2的热量Q.2解析：(1)由题意知从状态A到状态C的过程，气体发生等容变化该气体对外界做的功W=01根据热力学第一定律有厶U =W +Q111内能的增量 U=Q =9 J.11(2)从状态A到状态B的过程，体积减小，温度升高 该气体内能的增量 U=A U=9 J21根据热力学第一定律有厶U =W +Q222从外界吸收的热量Q=A U-W =3 J.2 2 2答案:(1)0 9 J (2)9 J 3 J 教师备用2 如图是用导热
12、性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时圭寸闭的空气柱长度为22 cm,现用竖直向下的外力F压缩气体，使 封闭的空气柱长度为2 cm,人对活塞做功100 J,大气压强为p =1X 1050Pa, 不计活塞的重力. 问:(1)若用足够长的时间缓慢压缩,求压缩后气体的压强多大?(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J,则气体的内能增加多少?(活塞的横截面积 S=1 cm2) 解析:(1)设压缩后气体的压强为p,活塞的横截面积为S,l =22 cm,0l=2 cm,V =l S,V=lS,缓慢压缩，气体温度不变，由玻意耳定律得pV =0 0 0 0pV 得 p=1.1X 106 Pa.(2)大气压力对活塞做功W=pS(l-l)=2 J1 0 0人做功 W=100 J2由热力学第一定律得 U=W +W +Q12Q=-20 J解得 U=82 J.答案：(1)1.1X106 Pa (2)82 J
