(常考题)人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》检测卷(含答案解析)(3)

一、选择题
1．(0分)[ID：130353]关于热现象和热学规律，下列说法正确的是（）
A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出每个气体分子的体积
B．一定质量的理想气体温度升高，产生的压强一定增大
C．温度一定时，悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动越明显
D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律
2．(0分)[ID：130344]关于元器件，下列说法错误的是（）
A．太阳能电池板是将光能转化为电能B．电热水壶烧水是利用电流的热效应C．电容器是用来储存电荷的装置D．微波炉加热食物是利用电磁感应原理3．(0分)[ID：130331]下列说法正确的是（）
A．把玻璃管道的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故
B．用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力
C．实际气体在温度不太高、压强不太大时可以当做理想气体来处理
D．为了节约能源，应提高利用率，随着技术的进步，一定可以制造出效率为100%的热机4．(0分)[ID：130302]如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体( )
图13－2－4
A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加
5．(0分)[ID：130298]如图所示，一定质量理想气体的体积V与温度T关系图像，它由状态A经等温过程到状态B，再经等容过程到状态C。

则下列说法中正确的是（）
A ．在A 、
B 、
C 三个状态中B 对应的压强最大
B ．在A 、B 、
C 三个状态中C 对应的压强最大
C ．过程AB 中外界对气体做功，内能增加
D ．过程BC 中气体吸收热量，内能不变
6．(0分)[ID ：130285]如图所示，绝热隔板K 把绝热的汽缸分成体积相等的两部分，K 与汽缸壁的接触是光滑的，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体a 和b 。

现通过电热丝对气体a 加热一段时间后，a 、b 各自达到新的平衡，下列说法正确的是( )
A ．b 的温度升高
B ．a 的体积增大，压强变小
C ．加热后b 的分子热运动比a 的分子热运动更激烈
D ．b 的体积减小，压强增大，但温度不变
7．(0分)[ID ：130281]1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来许多实验验证了这个规律。

如图为一定质量的某种理想气体分子在1T 和2T 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化图像。

下列说法正确的是（ ）
A ．图中虚线下面积大于实线下的面积
B ．12T T ，2T 温度下的分子平均速率大于1T 温度下的分子平均速率
C ．图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目
D ．若从1T 到2T 气体体积减小，气体一定从外界吸收热量
8．(0分)[ID ：130270]骑山地车是一种流行健身运动，山地自行车前轮有气压式减震装置，其结构如图。

在路面不平时，车身颠簸，活塞上下振动，起到减震的目的。

缸内气体可视为理想气体，振动引起的气体状态变化时间很短，可看成是绝热过程，则活塞迅速下压时（ ）
A ．缸内气体对外界做功
B ．缸内气体内能增大
C．缸内气体分子的平均动能不变
D．缸内每个气体分子对气缸壁的撞击力都增大
图9．(0分)[ID：130267]如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p V
中从a到b的直线所示。

在此过程中下列说法正确的是（）
A．气体温度一直降低B．气体内能一直减小
C．气体一直从外界吸热D．气体一直对外界放热
10．(0分)[ID：130264]如图所示为一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的p—T图，在由A变化到B的过程中（）
A．气体的密度一直变大
B．气体的内能一直变大
C．气体的体积一直减小
D．单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数一直减少
11．(0分)[ID：130263]下列关于热现象的说法，正确的是（）
A．外界对物体做功，物体内能一定增加
B．理想气体温度升高，气体内能一定增大
C．当两个分子间的距离小于平衡距离时，分子间只有斥力作用
D．物体吸收热量，同时对内做功，内能可能不变
12．(0分)[ID：130257]研究气体的性质时，可以设想有一种气体可以不计分子大小和分子间相互作用力，我们把它叫做理想气体。

对于一定质量的某种理想气体，下列说法正确的是（）
A．气体温度升高，每一个分子的动能都增大 B．气体温度升高，气体分子的平均动能增大C．气体压强是气体分子间的斥力产生的D．气体对外界做功，气体内能一定减小二、填空题
13．(0分)[ID：130453]如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。

对此气体
过程①中气体的压强______（填写：增大、减小或不变）；
过程②中气体的体积______（填写：增大、减小或不变）；
过程③中气体______热量（填写：吸收或放出）；
过程④中气体______热量（填写：吸收或放出）；
状态c的内能______状态d的内能（填写：大于、小于或等于）；
状态d的内能______状态b的内能（填写：大于、小于或等于）。

14．(0分)[ID：130449]一定质量的理想气体从状态M出发，经状态N，P、Q回到状态M，完成一个循环，其体积—温度图像（V—T图像）如图所示，其中MQ，NP平行T轴，MN、QP平行V轴。

则气体从M到N的过程中压强_______（填“增大”、“减小”或“不变”），气体从P到Q过程对外界所做的功_______（填“大于”、“等于”或“小于”）从M到N过程外界对气体所做的功。

15．(0分)[ID：130427]如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③到达状态d。

则：过程①中单位时间内气体分子对容器壁碰撞次数______（增加、减少）；过程②中气体对外界做______。

（“正功”、“负功”）；状态c的内能______状态d 的内能（“>”“<”或“=”），过程③气体______（“从外界吸收”或“对外放出）热量。

16．(0分)[ID：130426]如图所示，质量为M的汽缸静置于水平地面，通过质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。

若活塞可以自由滑动（活塞与气缸间无摩擦、不漏气），使气缸内气体降低到一定的温度，在这一过程中，气体放出的热量为Q，外界对气体做功为W，则两者的大小关系为Q______W（选填“大于”、“等于”或“小于”）；若活塞固定，也使气缸内气体降低相同的温度，其放出的热量为Q′，则Q______Q′。

（选填“大于”“等于”或“小于”）
17．(0分)[ID：130407]某一理想气体，外界对其做了100 J的正功，同时理想气体又从外界吸收120J的热量，则这个过程气体的体积________(填“增大”“不变”或“减小”)，气体的压强________(填“增大”“不变”或“减小”)，气体的温度________(填“升高”“不变”或“降低”)，气体的内能________(填“增加”或“减少”)________J
18．(0分)[ID：130406]一定质量的理想气体，在绝热情况下体积减小时，气体的内能
________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；当一定质量的理想气体从外界吸收热量，同时体积增大时气体的内能________（选填“一定增大”、“可能不变”或“一定减小”）。

可看成理
︒时，氢气的内能想气体的1g氢气和1g氧气，在体积不变的情况下，从10C︒升高到20C
增加量________选填“大于”、“等于”或“小于”）氧气的内能增加量。

19．(0分)[ID：130380]引入熵的概念后，人们也把热力学第二定律叫做熵增加原理，具体表述为：________．
20．(0分)[ID：130361]如图，活塞将一定质量的理想气体封闭于导热汽缸中，活塞可沿气缸内壁无摩擦滑动．通过加热使气体温度从T1升高到T2，此过程中气体吸热12J，气体膨胀对外做功8J，则气体的内能增加了______J；若将活塞固定，仍使气体温度从T1升高到T2，则气体吸收的热量为_____J．
三、解答题
21．(0分)[ID：130527]研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56°C时，30分钟就可以灭活。

如图，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部a内，气缸顶端有一绝热阀门K，气缸底部接有电热丝E。

a缸内被封闭气体初始温度t1=27°C，活塞位于气缸中央，与底部的距离h1=60cm，活塞和气缸间的摩擦不计。

（i）若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离h2=66cm，持续30分钟后，试分析说明a内新冠病毒能否被灭活?
（ii）若阀门K始终闭合，电热丝通电一段时间，给a缸内气体传递了Q=1.0×104J的热量，稳定后气体a内能增加了△U=8.5×103J，求此过程气体b的内能增加量。

22．(0分)[ID：130522]如图所示，厚度和质量不计、横截面积为S＝10 cm2的绝热汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸内有一绝热的“T”形活塞固定在桌面上，活塞与汽缸封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为T0＝300 K，压强为p＝0.5×105 Pa，活塞与汽缸底的距离为h＝10 cm，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且不漏气，大气压强为p0＝1.0×105 Pa.求：
(1)此时桌面对汽缸的作用力大小F N；
(2)现通过电热丝给气体缓慢加热到T，此过程中气体吸收热量为Q＝7J，内能增加了ΔU＝5J，整个过程活塞都在汽缸内，求T的值.
23．(0分)[ID：130515]封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V 与热力学温度T的关系如图所示．该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V0，温度为
T0，O、A、D三点在同一直线上．在上述过程中，气体对外做功为5J，内能增加9J．则：①气体吸收热量还是放出热量，热量为多少焦耳？
②若在状态D 的体积为2V 0，则状态D 的温度为多少？
24．(0分)[ID ：130510]一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置。

活塞的质量20kg m =，横截面积2100cm S =，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始时汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离112cm L =，离汽缸口的距离23cm L =。

外界气温为27℃，大气压强为51.010Pa ⨯，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，取210m/s g =，求：
(1)此时气体的温度为多少？
(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收370J Q =的热量，则气体增加的内能U ∆多大？
25．(0分)[ID ：130486]如图所示，圆柱形气缸竖直放置，质量m =3.0kg ，横截面积S =1.0⨯10-3m 2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦，不计活塞和气缸的厚度。

开始时活塞距气缸底距离h 1=0.50m ，此时温度t 1=27︒C 。

给气缸缓慢加热至t 2，活塞上升到距离气缸底h 2=1.00m 处，同时缸内气体内能增加250J ，已知外界大气压p 0=1.0⨯105Pa ，取g =10m/s 2。

求：
（i ）缸内气体加热后的温度t 2为多少摄氏度；
（ii ）此过程中缸内气体吸收的热量Q 。

26．(0分)[ID ：130467]如图所示，一绝热汽缸倒立竖放在两水平台面上，缸内一光滑活塞密封了一定质量的理想气体。

在活塞下挂有一物块，活塞与物块的总重力G =30N ，活塞的横截面积S =3×10-3m 2.活塞静止时，缸内气体温度t 1=27℃，体积V 1=3×10-3m 3.外界的大气压强恒为p 0=1×105Pa ，缸内有一个电阻丝，电阻丝的电阻值恒为R =5Ω，电源电动势E =18V 、内阻r =1Ω。

闭合开关20s 后，活塞缓慢下降高度h =0.1m ，求∶
(1)20s 末缸内气体的温度；
(2)20s 内气体内能的变化量。

【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1．D
2．D
3．A
4．C
5．B
6．A
7．B
8．B
9．C
10．D
11．B
12．B
二、填空题
13．增大增大吸收放出相等大于
14．增大大于
15．增加正功=从外界吸收
16．大于大于
17．增大增大升高增加220
18．增大可能不变大于
19．在任何自然过程中一个孤立系统的总熵不会减小【解析】
20．4
三、解答题
21．
22．
23．
24．
25．
26．
2016-2017年度第*次考试试卷参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题
1．D
解析：D
A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体的分子所占据的空间大
小，不能算出气体分子体积，A错误；
B．根据理想气体状态方程pV
C
T
可知温度升高，压强不一定增大，B错误；
C．温度一定时，悬浮在液体中的固体颗粒越小，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少，冲力越不平衡，布朗运动越明显，C错误；
D．第二类永动机不可能制成的原因是因为其违背了热力学第二定律，D正确。

故选D。

2．D
解析：D
A．太阳能电池板是将光能转化为电能，选项A正确；
B．电热水壶烧水是利用电流的热效应来工作的，选项B正确；
C．电容器是用来储存电荷的装置，选项C正确；
D．微波炉是利用微波让食物中的极性分子做受迫振动且发生共振，从而将电磁能转化为内能，选项D错误。

本题选错误的，故选D。

3．A
解析：A
A．液体表面存在张力，表面要缩小到最小而平衡，故A正确；
B．用气筒给自行车打气，越大越费劲，是因为车胎内外压强差越来越大，与气体分子之间有斥力无关，故B错误；
C．严格遵守气体实验定律的气体是理想气体，实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下可以看作理想气体，故C错误；
D．根据热力学第二定律可知，不可能制造出效率为100%的机器，故D错误。

故选A。

4．C
解析：C
试题分析：绝热活塞使得气体不能与外界发生热传递，那么活塞向下移动过程，外力对气态做正功，导致气体内能增加，而气体内能主要取决于分子平均动能，分子平均动能的标准是温度，所以内能增加，温度升高，根据体积变小，分子平均动能变大，那么单位时间内分子对单位面积的容器壁撞击力增大，压强增大，对照选项C对．
考点：改变气体内能的两种方式
5．B
解析：B
AB．状态C的温度最高、体积最小，故压强最大。

A错误，B正确；
C．过程AB中，体积减小，外界对气体做功，温度不变，故内能不变。

C错误；
D．过程BC中，体积不变，不做功，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知，气体吸热。

D错误。

故选B。

6．A
解析：A
AB．当a加热时，气体a的温度升高，压强增大，由于K与气缸壁的接触是光滑的，可以自由移动，所以a，b两部分的压强始终相同，都变大。

由于a气体膨胀，b气体被压缩，所以外界对b气体做功，根据热力学第一定律得：b的温度升高了，体积减小，压强变大，故A正确，B错误；
C．a、b重新平衡后，则最终a、b压强相等，a体积大于b，由气体状态方程可知，a温度高于b，则加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈，故C错误；
D．b中气体体积减小，压强增大，外界对气体做功，根据热力学第一定律知，内能增加，温度升高，故D错误。

故选A。

7．B
解析：B
A．曲线下的面积表示分子速率从0~∞所有区间内分子数的比率之和，显然为1，选项A 错误；
B．1T温度下速率低的分子所占百分比比较多，平均动能小，温度是分子平均动能大小的标志，所以1T温度下分子温度低，且平均速率小，选项B正确；
C．图中曲线给出了任意速率区间的气体分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，选项C错误；
D．从1T到2T，气体温度升高，内能增大，若气体体积减小说明外界对气体做功，则气体不一定从外界吸收热量，选项D错误。

故选B。

8．B
解析：B
A．活塞迅速下压时，气体体积减小，外界对气体做功，A错误；
BC．活塞迅速下压时，气体体积减小，外界对气体做功，由于该过程是绝热过程，由热力学第一定律可知，气体内能增加，而理想气体的内能只与温度有关，所以气体温度升高，分子的平均动能变大，B正确，C错误；
D．根据理想气体的状态方程pV
C
T
=，气体体积减小，温度升高，则压强增大，但不是
缸内每个气体分子对气缸壁的撞击力都增大，D错误。

故选B。

9．C
解析：C
A．由图知气体的pV值一直增大，由pV
C
T
=知气体的温度一直升高，A错误；
B．一定量的理想气体内能只跟温度有关，温度一直升高，气体的内能一直增加，B错误；CD．气体的体积增大，则气体一直对外做功，气体的内能一直增加，根据热力学第一定律
U W Q ∆=+可知气体一直从外界吸热，C 正确D 错误。

故选C 。

10．D
解析：D
AC ．根据
pV C T =可得C p T V
=因p-T 图像上的点到原点连线的斜率与体积倒数成正比，可知从A 到B 气体的体积一直变大，则密度减小，选项AC 错误；
B ．气体的温度先增加后不变，则气体的内能先变大，后不变，选项B 错误； D ．因为气体的体积一直变大，则气体的分子数密度减小，气体的压强先不变后减小，可知单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数一直减少，选项D 正确。

故选D 。

11．B
解析：B
A ．外界对物体做功，若同时物体向外界释放热量，则其内能不一定增大，有可能不变，或者减小，A 错误；
B ．理想气体的分子势能忽略不计，所以温度升高，分子平均动能增大，故气体内能一定增大，B 正确；
C ．当两个分子间的距离小于平衡距离时，分子之间的斥力大于引力，分子间的作用表现为斥力，C 错误；
D ．物体吸收热量，同时对内做功，根据热力学第一定律可知，内能一定增大，D 错误。

故选B 。

12．B
解析：B
AB ．气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但也有少数气体分子的动能减小，A 错误，B 正确；
C ．气体压强是气体分子持续撞击产生的， C 错误；
D ．根据热力学第一定律
U W Q ∆=+
当气体对外界做功时，同时气体从外界吸收热量，内能不一定减小，D 错误。

故选B 。

二、填空题
13．增大增大吸收放出相等大于
解析：增大 增大 吸收 放出 相等 大于
[1]过程①中气体，体积不变，由等温变化规律可得
a b a b
p p T T = 由于温度升高，则过程①中气体的压强增大。

[2]过程②中气体的体积，由图像可知增大。

[3]过程③中气体，由图像可知温度不变，体积增大，则气体的内能不变，气体膨胀对外做功，根据热力学第一定律
U W Q
∆=+
可知，在过程③中气体吸收热量。

[4]过程④中气体，由图像可知温度降低，体积不变，则气体的内能减小，气体不对外做功，根据热力学第一定律
U W Q
∆=+
可知，在过程④中气体放出热量。

[5]状态c与状态d的温度相同，由于理想气体的内能由温度决定，所以状态c的内能等于状态d的内能。

[6]状态d温度高于状态b的温度，由于理想气体的内能由温度决定，所以状态d的内能大于状态b的内能。

14．增大大于
解析：增大大于
[1]由图示图象可知，气体从M到N过程中温度T不变而体积V减小，由理想气体状态方
程pV
C
T
=可知，气体压强p增大；
[2]气体从P到Q过程和从M到N过程体积变化相等，P到Q过程的温度高些，即压强大些，所以气体从P到Q过程对外所做的功大于从M到N过程外界对气体所做的功；15．增加正功=从外界吸收
解析：增加正功 = 从外界吸收
[1]过程①中气体作等容变化，温度升高，根据查理定律p
C
T
=知气体的压强逐渐增大，
温度升高，分子热运动更剧烈，则单位时间内气体分子对容器壁碰撞次数增加
[2]过程②中气体的体积增大，气体对外界做正功
[3]状态c、d的温度相等，根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，可知，状态c、d的内能相等
[4]过程③为等温变化，气体内能不变，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律
+
U Q W
∆=可知，气体从外界吸收
16．大于大于
解析：大于大于
［1］第一种情况，活塞自由移动，气缸内气体压强不变，使气缸内气体温度降低，气体内能减少。

气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，根据热力学第一定律可知
∆U=W+Q
所以Q大于W。

［2］第二种情况，气缸与活塞固定不动，气体体积不变，气体不做功，W′=0，由于两种情况气体温度变化相同，内能的变化量相等，由热力学第一定律
Q= ∆U-W
Q′=∆U-W′=∆U ＜Q
即Q 大于Q ＇
17．增大增大升高增加220
解析：增大 增大 升高 增加 220
[1]由题意可知，外界对气体做的功小于气体从外界吸收的热量，外界对气体做功，体积减小，气体吸收热量，体积增大，则气体体积增大；
[2]外界对气体做功体积减小，气体吸收热量使气体分子平均动能增加，所以气体压强增大；
[3][4][5]由热力学第一定律可得
=(100+120)J=220J U ∆
即理想气体内能增大，则温度升高。

18．增大可能不变大于
解析：增大 可能不变 大于
[1]一定质量的理想气体，在绝热情况下，即0Q =，体积减小，即0W >，气体的内能，根据热力学第一定律
U W Q ∆=+
得
0U ∆>
即内能增大；
[2]当一定质量的理想气体从外界吸收热量，即0Q >，同时体积增大时，即0W <，气体的内能根据热力学第一定律
U W Q ∆=+
得U ∆可能大于0或等于0或小于0，即内能可能增加，不变或减小；
[3]可看成理想气体的1g 氢气和1g 氧气，在体积不变的情况下，从10C ︒升高到20C ︒时，气体分子的平均动能增加量相同，但氢气分子的个数多，则氢气的动能增加量多，而理想气体的内能只考虑动能，则氢气的内能增加量大于氧气的内能增加量。

19．在任何自然过程中一个孤立系统的总熵不会减小【解析】
解析：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．
【解析】
[1]．在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵的不断增加的方向进行，这就是熵增加原理；故答案为在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．
【点睛】
理解熵增加原理：利用绝热过程中的熵是不变还是增加来判断过程是可逆还是不可逆的基本原理．在一个孤立的系统，分子只能向无序方向发展．
20．4
解析：4
[1]由热力学第一定律公式
∆U =W +Q =12-8=4J
知气体的内能增加了4J ；
[2]若将活塞固定W =0，仍使气体温度从T 1升高到T 2，气体内能的增量相同，根据热力学第一定律知，气体吸收的热量全部用来增加内能，所以仍然是4J 。

三、解答题
21．
（i ）病毒能被灭；（ii ）1.5×103J
（i ）设活塞横截面积为S ，则对a 气体，初态V 1=Sh 1 T 1=t 1+273=300K ；末态V 2=Sh 2 T 2=t 2+273 ①
阀门K 打开，加热过程a 气体做等压变化，由盖·吕萨克定律得
1212
V V T T =② 由①②得
t 2=57℃ ③
因57℃＞56℃，a 内病毒能被灭④
（ii ）阀门K 闭合，由于系统绝热，a 气体膨胀对b 气体做功，由热力学第一定律有
△U a =Q +W ⑤
由⑤式及代入数据得
W =-1.5×103J⑥
对b 气体，由于系统绝热，则
∆U b =W =1.5×103J⑦
22．
(1)50 N (2)720 K
【解析】
解：(1)对汽缸受力分析，由平衡条件有F N ＋pS ＝p 0S ，
得F N ＝(p 0－p )S ＝50 N.
(2)设温度升高至T 时，活塞与汽缸底的距离为H ，则气体对外界做功W ＝p 0ΔV ＝p 0S (H －h )，
由热力学第一定律得ΔU ＝Q －W .
解得H ＝12 cm
气体温度从T 0升高到T 的过程，由理想气体状态方程，得00P SH PSh T T
= 解得00720P H T T K Ph
== 23．
①吸收热量；②202T T =
①根据热力学第一定律W Q U +=∆且：5J 9J W U =-∆=，可得Q=14J ，由于Q>0，可
判断为吸收热量。

②根据理想气体状态方程 112212
p V p V T T = 由于V-T 图像AD 段是过原点的直线，说明12p p =且2D A V V =联立可得
202T T =24．
(1)1450K =T ；(2)310J U ∆=
(1)当汽缸水平放置时，有501010Pa p =⨯，01V L S =，0(27327)T K =+；
当汽缸口朝上，活塞到达汽缸口时，活塞的受力分析图如图所示
此时有
10p S p S mg =+
则
551022001010Pa+Pa 1210Pa 10
p mg S p -=+
=⨯=⨯.. 此时体积 112()V L L S =+
整个过程由理想气体状态方程得
0111201
()p L S p L L S T T += 解得1450K =T ；
(2)当汽缸口向上，未加热稳定时由玻意耳定律得
011p L S p LS =
解得
5015
1 1.01012cm 10cm 1.210p L L p ⨯⨯===⨯ 加热后气体做等压变化，外界对气体做功为
112()60J W p L L L S =-+-=-
根据热力学第一定律
U W Q ∆=+
得
310J U ∆=25．
（i ）327C ︒；（ii ）315J
（i ）根据盖·吕萨克定律可得
1212
V V T T = 即
1212
h S h S T T = 代入数据可得
2600K T =
则
2327C t =︒
（ii ）缸内气体压强
0mg p p S
=+
此过程中外界对气体做功 W p V =-∆
根据热力学第一定律有
U W Q ∆=+
代入数据解得
315J Q U W ==∆-26．
（1）330K ；（2）873J
（1）气体做等压膨胀，由盖吕萨克定律有
1112
V V Sh T T += 解得
2330K T =
（2）设缸内气体初态压强为p 1，对活塞由受力平衡条件有：
01p S G p S =+
在电热丝对气体加热20s 的过程中，气体对外界做功为
1W p Sh =
由闭合电路欧姆定律得
E I R r
=
+ 电阻丝产生的热量为 2Q I Rt =
根据热力学第一定律有
∆=
-
U Q W 解得：
∆=
U J
873即气体的内能增加了873J。