人教版高中物理 选择性 必修第三册：专题练习(四)气体实验定律和热力学第一定律的综合应用【精品课件】

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变化,即 pA=pB,根据盖-吕萨克定律,得 = ,TB=



(2)A→B 过程中,气体的体积减小、
温度减低,则外界对气体做功 W1=pA(VA-VB),
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内能变化 ΔUAB=k(TB-TA)=k(
-TA),


根据热力学第一定律,有 ΔUAB=W1+Q1,得 Q1=ΔUAB-pA(VA-VB)=k(
(2)两类分析:①气体初、末状态变化及其状态参量分析;②气体做功、传
热及内能变化分析;
(3)列方程求解:综合列出气体实验定律、气态方程和热力学第一定律方程。
本 课 结 束专题练习(四)气实验定律和热力学第一定律的综合应用
例题 带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体,其状态变化如图所示。气
体开始处于状态A,由状态A到达状态B,其内能减小了E,后又经状态B到达
状态C。设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为pA、VA和TA。在状
态B时的体积为VB,状态C时的温度为TC,已知一定量的理想气体的内能U与
(1)利用体积的变化分析做功情况:①气体体积增大(或减小),气体对外界
(外界对气体)做功;②利用W=p·
ΔV或p-V图像与坐标轴所围成的面积计算
功的大小;③气体发生等容变化,体积不变,则气体对外或外界对气体不做
功,W=0;
(2)利用温度的变化分析内能的变化:①一定质量的理想气体的内部温度升
高(或降低),内能增加(或减小);②气体发生等温变化,温度不变,则内能不

TA)+pA(VB-VA),由于VA>VB,所以Q1<0,
即气体放出热量。
B→C过程中,气体等容升温,则外界对气体不做功W2=0,气体的内能增加
ΔUBC=k(TC-TB),
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根据热力学第一定律可知,气体吸热 Q2=ΔUBC=k(TC-TB)=k(TC)

规律方法 1.理想气体状态变化时的功、热和内能变化的判断思路
变,ΔU=0;
(3)利用热力学第一定律判断是吸热还是放热:①由热力学第一定律
ΔU=W+Q,则Q=ΔU-W,若已知气体的做功情况和内能的变化情况,即可判
断气体状态变化是吸热过程还是放热过程;②气体发生绝热变化,则气体与
外界无热传递,Q=0。
2.解决此类综合问题基本思路
(1)确定研究对象:一定质量的某种气体;
热力学温度T之间满足U=kT,k>0。求:
(1)气体在状态B时的温度;
(2)通过计算说明A→B、B→C过程中,气体是吸收还
是放出热量?热量为多少?
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答案 (1)


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(2)放热,Q1=k(
-TA)+pA(VB-VA);吸热,Q2=k(TC)


解析 (1)由题图可知,气体由 A→B 的 V-T 线为过原点的直线,则气体发生等压