2018版高中物理 第十章 热力学定律章末总结
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图5
1234
(1)刚停止加热时封闭气体的温度T；
答案 见解析 解析 由盖—吕萨克定律有VT01＝VT2 解得 T＝VV21T0.
1234
解析 答案
(2)停止加热后，封闭气体向外传递的热量Q2.
答案 见解析
解析 设加热过程封闭气体增加的内能为ΔU，则有 ΔU＝Q1－p0(V2－V1) ΔU＝Q2 解得：Q2＝Q1－p0(V2－V1).
解析 答案
达标检测
1.(热力学第一定律的理解)带有活塞的汽缸中封
有一定质量的理想气体，缸内气体从状态A变化
到状态B，如图4所示.此过程中，汽缸单位面积
上 所 受 气 体 分 子 撞 击 的 作 用 力 _不__变__( 选 填 “ 变
大”“不变”或“减小”)，缸内气体_吸__收_(选填
“吸收”或“放出”)热量.
图2
解析 答案
(2)A到B过程气体对外做的功；
答案 80 J 解析 对外做功W＝p(VB－VA)＝80 J
解析 答案
(3)该气体从状态A到状态B过程中内能的增量.
答案 2×102 J 解析 由热力学第一定律 ΔU＝Q－W 代入数据解得ΔU＝2×102 J.
解析 答案
针对训练 如图3所示，p－V图中，一定质量的理想
一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上.沙子倒完时，活塞下降了
h 4
.再取
相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上.外界的压强和温度始
终保持不变，求第二次沙子倒完时活塞距汽缸底部的高度.在第二次倒沙
子的过程中外界对气体做功145 J，封闭气体吸热还是放热，热量是多少？
答案 0.6h 放热 145 J
热学
_不_产__生__其__他__影__响___
力 第 微观解释：一切自发过程总是沿着分子热运动的无__序__性__增大的方
学二
向进行
定 定 熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减__小__
律 律 第二类永动机不能制成的原因：违背了_热__力__学__第__二_定__律__
能量耗散
能源与可持续发展 环境污染
C.C→D过程中，气体分子每次与容器壁碰撞的平均冲力的平均值变小了
√D.一个循环过程中，气体要从外界吸收一定的热量
解析 答案
二、热力学第一定律与气体实验定律的结合
例2 要使一定质量的理想气体由某一状态经过一系列状态变化，最后回 到初始状态.下列各过程可能实现这一要求的是
√A.先等容放热，再等压升温，最后再等温放热
图4
1234
解析 答案
2.(热力学第一定律的综合应用)在空气中，空气团竖直运动经过各气层的时
间很短，因此，运动过程中空气团与周围空气热量交换极少，可看作绝热
过程.潮湿空气团在山的迎风坡上升时，水汽凝结成云雨，到山顶后变得干
燥，然后沿着背风坡下降时升温，气象上称这股干热的气流为焚风. 空气团在山的迎风坡上升时温度降低，原因是空气团对__外__做__功__(选填“对外 放热”或“对外做功”)；设空气团的内能U与温度T满足U＝CT(C为一常
律 一定律 能量守恒定律
第一类永动机不能制成的原因：违背能__量__守__恒__定__律__
*热 克劳修斯表述：_热__量__不__能__自__发_地__从__低__温__物__体__传__到__高__温__物__体__
力 开尔文表述：_不__可__能__从__单__一__热__库__吸__收__热__量__，__使__之__完__全__变__成__功__，__而_
气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热
量420 J，同时膨胀对外做功300 J.当气体从状态B经
过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，求此
过程气体吸收或放出的热量是多少？
答案 放出的热量是320 J
图3
解析 答案
例4 把一定质量的理想气体用活塞封闭在可导热的汽缸内，活塞相对于
底部的高度为h，可沿汽缸无摩擦地滑动，汽缸整体放在冰水混合物中.取
第十章
章末总结
内容索引
知识网络
题型探究
达标检测
知识网络
功和内能：在绝热情况下，_功__是内能变化的量度
内能 热量和内能：只发生热传递时，热量是内__能__变化的量度
热
做功和热传递在改变内能上是_等__价__的
力 内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递
学 的热量与外界对它所做的功的和
定 热力学第 表达式：ΔU＝_W__＋_Q__
B.先等温膨胀，再等压升温，最后再等容吸热
√C.先等容吸热，再等温膨胀，最后再等压降温
D.先等压升温，再等容吸热，最后再等温放热
解析 答案
例3 如图2所示，一定质量的理想气体从状 态A经等压过程变化到状态B，已知气体压强 p＝2.0×105 Pa，此过程中气体吸收的热量 Q＝2.8×102 J，求： (1)该气体在状态A时的体积； 答案 8×10－4 m3 解析 由VTAA＝VTBB得 VA＝VTBTB A＝8×10－4 m3
开发新能源
题型探究
一、热力学第一定律的理解
热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU)与外界对物体做功(W)和物体从外 界吸收热量(Q)之间的关系，即ΔU＝W＋Q，正确理解公式的意义及符号 含义是解决本类问题的关键. (1)外界对物体做功，W>0；物体对外做功，W<0； (2)物体从外界吸热，Q>0；物体放出热量，Q<0； (3)ΔU>0，物体的内能增加；ΔU<0，物体的内能减少. 分析题干，确定内能改变的方式(W、Q)→判断W、Q的符号→代入公式 ΔU＝W＋Q→得出结论
ΔU>0，则内能增加ΔU； ΔU<0，则内能减少|ΔU|.
例1 如图1所示，在斯特林循环中的p－V图象
中，一定质量的理想气体从状态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，下列说法正确的是
A.状态A的温度高于状态C的温度
图1
B.B→C过程中，单位体积的分子数目减小
数)，空气团沿着背风坡下降过程中，外界对空气团做的功为W，则此过程 W
中空气团升高的温度ΔT＝_C_.
Hale Waihona Puke Baidu
1234
解析 答案
3.(热力学第一定律的综合应用)如图5所示，内壁光滑的导热汽缸水平放置， 一定质量的理想气体被封闭在汽缸内，外界大气压强为p0、温度为T0.现对 汽缸缓慢加热，体积由V1增大为V2，此过程气体吸收热量Q1；然后固定活 塞，停止加热，封闭气体的温度逐渐降低至与外界大气温度相同.求：
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(1)刚停止加热时封闭气体的温度T；
答案 见解析 解析 由盖—吕萨克定律有VT01＝VT2 解得 T＝VV21T0.
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解析 答案
(2)停止加热后，封闭气体向外传递的热量Q2.
答案 见解析
解析 设加热过程封闭气体增加的内能为ΔU，则有 ΔU＝Q1－p0(V2－V1) ΔU＝Q2 解得：Q2＝Q1－p0(V2－V1).
解析 答案
达标检测
1.(热力学第一定律的理解)带有活塞的汽缸中封
有一定质量的理想气体，缸内气体从状态A变化
到状态B，如图4所示.此过程中，汽缸单位面积
上 所 受 气 体 分 子 撞 击 的 作 用 力 _不__变__( 选 填 “ 变
大”“不变”或“减小”)，缸内气体_吸__收_(选填
“吸收”或“放出”)热量.
图2
解析 答案
(2)A到B过程气体对外做的功；
答案 80 J 解析 对外做功W＝p(VB－VA)＝80 J
解析 答案
(3)该气体从状态A到状态B过程中内能的增量.
答案 2×102 J 解析 由热力学第一定律 ΔU＝Q－W 代入数据解得ΔU＝2×102 J.
解析 答案
针对训练 如图3所示，p－V图中，一定质量的理想
一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上.沙子倒完时，活塞下降了
h 4
.再取
相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上.外界的压强和温度始
终保持不变，求第二次沙子倒完时活塞距汽缸底部的高度.在第二次倒沙
子的过程中外界对气体做功145 J，封闭气体吸热还是放热，热量是多少？
答案 0.6h 放热 145 J
热学
_不_产__生__其__他__影__响___
力 第 微观解释：一切自发过程总是沿着分子热运动的无__序__性__增大的方
学二
向进行
定 定 熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减__小__
律 律 第二类永动机不能制成的原因：违背了_热__力__学__第__二_定__律__
能量耗散
能源与可持续发展 环境污染
C.C→D过程中，气体分子每次与容器壁碰撞的平均冲力的平均值变小了
√D.一个循环过程中，气体要从外界吸收一定的热量
解析 答案
二、热力学第一定律与气体实验定律的结合
例2 要使一定质量的理想气体由某一状态经过一系列状态变化，最后回 到初始状态.下列各过程可能实现这一要求的是
√A.先等容放热，再等压升温，最后再等温放热
图4
1234
解析 答案
2.(热力学第一定律的综合应用)在空气中，空气团竖直运动经过各气层的时
间很短，因此，运动过程中空气团与周围空气热量交换极少，可看作绝热
过程.潮湿空气团在山的迎风坡上升时，水汽凝结成云雨，到山顶后变得干
燥，然后沿着背风坡下降时升温，气象上称这股干热的气流为焚风. 空气团在山的迎风坡上升时温度降低，原因是空气团对__外__做__功__(选填“对外 放热”或“对外做功”)；设空气团的内能U与温度T满足U＝CT(C为一常
律 一定律 能量守恒定律
第一类永动机不能制成的原因：违背能__量__守__恒__定__律__
*热 克劳修斯表述：_热__量__不__能__自__发_地__从__低__温__物__体__传__到__高__温__物__体__
力 开尔文表述：_不__可__能__从__单__一__热__库__吸__收__热__量__，__使__之__完__全__变__成__功__，__而_
气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热
量420 J，同时膨胀对外做功300 J.当气体从状态B经
过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，求此
过程气体吸收或放出的热量是多少？
答案 放出的热量是320 J
图3
解析 答案
例4 把一定质量的理想气体用活塞封闭在可导热的汽缸内，活塞相对于
底部的高度为h，可沿汽缸无摩擦地滑动，汽缸整体放在冰水混合物中.取
第十章
章末总结
内容索引
知识网络
题型探究
达标检测
知识网络
功和内能：在绝热情况下，_功__是内能变化的量度
内能 热量和内能：只发生热传递时，热量是内__能__变化的量度
热
做功和热传递在改变内能上是_等__价__的
力 内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递
学 的热量与外界对它所做的功的和
定 热力学第 表达式：ΔU＝_W__＋_Q__
B.先等温膨胀，再等压升温，最后再等容吸热
√C.先等容吸热，再等温膨胀，最后再等压降温
D.先等压升温，再等容吸热，最后再等温放热
解析 答案
例3 如图2所示，一定质量的理想气体从状 态A经等压过程变化到状态B，已知气体压强 p＝2.0×105 Pa，此过程中气体吸收的热量 Q＝2.8×102 J，求： (1)该气体在状态A时的体积； 答案 8×10－4 m3 解析 由VTAA＝VTBB得 VA＝VTBTB A＝8×10－4 m3
开发新能源
题型探究
一、热力学第一定律的理解
热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU)与外界对物体做功(W)和物体从外 界吸收热量(Q)之间的关系，即ΔU＝W＋Q，正确理解公式的意义及符号 含义是解决本类问题的关键. (1)外界对物体做功，W>0；物体对外做功，W<0； (2)物体从外界吸热，Q>0；物体放出热量，Q<0； (3)ΔU>0，物体的内能增加；ΔU<0，物体的内能减少. 分析题干，确定内能改变的方式(W、Q)→判断W、Q的符号→代入公式 ΔU＝W＋Q→得出结论
ΔU>0，则内能增加ΔU； ΔU<0，则内能减少|ΔU|.
例1 如图1所示，在斯特林循环中的p－V图象
中，一定质量的理想气体从状态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，下列说法正确的是
A.状态A的温度高于状态C的温度
图1
B.B→C过程中，单位体积的分子数目减小
数)，空气团沿着背风坡下降过程中，外界对空气团做的功为W，则此过程 W
中空气团升高的温度ΔT＝_C_.
Hale Waihona Puke Baidu
1234
解析 答案
3.(热力学第一定律的综合应用)如图5所示，内壁光滑的导热汽缸水平放置， 一定质量的理想气体被封闭在汽缸内，外界大气压强为p0、温度为T0.现对 汽缸缓慢加热，体积由V1增大为V2，此过程气体吸收热量Q1；然后固定活 塞，停止加热，封闭气体的温度逐渐降低至与外界大气温度相同.求：