论气体体积变化时气体一定做功
气体体积变大是否一定对外做功
气体体积变大是否一定对外做功？张晓燕“气体体积变大，气体对外界做功；气体体积变小，外界对气体做功．”这一判断气体做功正、负的依据，并不一定在任何情况下都是正确的．请看下面问题：图甲中A 、B 两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态．当气体自A 状态变化到B 状态时，是气体对外界做功，还是外界对气体做功？作射线OA 、OB 得T p -图上的两条等容线，如图乙所示．通过对同一温度（如T A ）下压强的比较有p A >p B ，可知B A V V <，即气体自A 状态变化到B 状态体积变大．那么， 在这一状态变化过程中是否一定是气体对外界做功呢？答案是：“不一定．”一定质量的理想气体在给定的两个状态间的变化过程可以有多种途径．例如其中的一种情况是：气体从状态A 先等容变化到C ，接着等压变化到D ，再等容变化到E ，最后等压变化到B ，如图丙所示．为了讨论这一过程中气体的做功情况，将p —T 图中的变化过程改画在p —V 图中，如图丁所示．由于气体做功的大小可用p —V 图中图线所围“面积”的大小来表示，所以气体在自A 状态变化到B状态的做功情况是：A 到C 为等容变化，气体不做功，即W AC =0；C 到D 为等压膨胀， 气体对外做功，功的大小W CD 等于矩形CDV C V A 的面积大小；D 到E 为等容变化，气体不做功，即W DE =0；E 到B 为等压压缩，外界对气体做功，功的大小W EB 等于矩形EBV B V C 的面积大小．全过程气体所做的功W AB =W AC +W CD +W DE -W EB = W CD -W EB ，也就是W AB 由矩形CDV C V A 的面积和矩形EBV B V C 的面积的差值来决定．该差值可能为正值、也可能为负值、也可能为零，即气体体积变大可能是气体对外界 做功、也可能是外界对气体做功，也可能不做功．反之，气体体积变小也可能是外 界对气体做功、或气体对外界做功、或不做功．综上所述，认定“气体体积变大，气体对外界做功；气体体积变小，外界对气 体做功．”是不对的．错误的原因是：体积是状态量，功是过程量，气体膨胀或压缩 是非保守力做功，而在两个给定的状态之间非保守力做功是与过程有关的．该判断只有在气体体积作“单调”变化时才正确．T T C B A p p p V丁 T。
工程热力学复习资料-难点和易混点
熵：一、任意过程熵与热量的关系系统的熵变是可以用可逆吸热计算的，当实际过程不可逆时，可以采用假设可逆过程的方法。
按假设可逆过程计算熵变，即用热温比计算，其中的热量度其实是包括两部分：实际传入的热量和耗散热量（可逆功-实际功）——总热量一个关系：（假设）可逆传热-（假设）可逆功=传热-功（实际）=系统内能变化（因为内能是状态参量，是只与前后状态有关的，与过程是否可逆无关）即：系统在某一温度下的熵变是系统在该温度下所得到的总热量除以该系统的温度，与可逆与否无关。
Tr Q W WQ ds T T T δδδδ-==+，注意用的是系统温度而不是热源温度，因为熵本身就是系统的状态量。
——第一熵方程二、微观解释系统微观粒子热运动能量增量与热运动强度之比（运动有序程度的度量）反应了系统宏观状态对应的微观状态数。
注：任何不可逆过程都将一定功化为等量热。
——效果与功生热一样。
——则任一不可逆过程都可能通过加功消除变化。
三、熵流与熵产熵产是真正的不可逆程度的度量，是不可逆的本质，是熵的根本来源。
闭系，熵变=熵流+熵产，任意系统熵变可正可负，熵流可正可负，但熵产必然是大于或等于0的，孤立系统，没有熵流，则熵变就是熵产，所以有孤立系熵增原理。
总方程：()r r r W W QQ Q ds T T T T δδδδδ-=+-+——第二熵方程熵流熵产：两部分组成——有有限温差温差的传热和系统内部功的耗散如果计算熵流用的是系统温度Q Tδ，则熵产中就只有耗散项，而不包括温差传热项。
两者熵产项不相等，是因为考虑的过程不同，所选择的系统也不同。
用热源温度计算熵流时，计算的是从热源流出的熵流，而熵变是系统的熵变，则系统的熵变 理应包括温差传热带来的熵产。
而用系统温度计算熵流时，计算的是流入系统的熵流，而流 入系统的熵流已经包括温差传热的熵产了。
——温差传热的熵产是最终到受热方的，是流入 的熵流的一部分。
开口系多用Q T δ计算熵流而不用rQ T δ，因为工质系统一般是研究对象，简单清楚。
外界对气体做功的公式
外界对气体做功的公式在物理学中，功是描述力对物体产生的影响的物理量。
当外界对气体做功时，我们可以使用公式来计算这个功。
这个公式可以帮助我们理解气体的性质以及它与周围环境的相互作用。
让我们回顾一下功的定义。
功被定义为力在物体上产生的位移与力的大小的乘积。
也就是说，功等于力乘以位移。
在这个公式中，力和位移都是矢量量，因此功也是一个矢量量。
对于气体，外界对气体做功的公式可以表示为：W = PΔV其中，W代表外界对气体做的功，P代表气体的压强，ΔV代表气体的体积变化。
压强是单位面积上的力的大小，可以用公式P = F/A来表示，其中F代表作用在单位面积上的力，A代表面积。
当外界施加一个力在气体的表面上时，这个力会对气体产生压强。
气体的体积变化可以通过气体的膨胀或压缩来实现。
当气体膨胀时，体积增加；当气体压缩时，体积减小。
体积的变化可以用ΔV来表示，其中Δ代表变化。
根据这个公式，我们可以看出外界对气体做功与气体的压强和体积变化有关。
当气体的体积发生变化时，外界对气体做功。
如果气体的体积增加，外界对气体做正功；如果气体的体积减小，外界对气体做负功。
这个公式可以帮助我们理解一些常见的气体现象。
例如，当我们用气泵给自行车轮胎充气时，外界对气体做正功，因为气体的体积增加。
另一方面，当我们用手指捏住气球时，外界对气体做负功，因为气体的体积减小。
这个公式还可以帮助我们理解一些工程应用。
例如，在内燃机中，燃烧产生的气体推动活塞运动，外界对气体做功，从而驱动发动机的工作。
在空调系统中，外界对气体做功来增加或减少室内空气的体积，从而控制室内温度。
外界对气体做功的公式可以帮助我们理解气体与外界的相互作用。
通过理解这个公式，我们可以更好地理解一些常见的气体现象和工程应用。
同时，这个公式也是物理学中的基本概念之一，对于学习和掌握物理学知识具有重要意义。
高中物理：第八章热力学定律
第八章热力学定律本章学习提要1．理解热力学第一定律，知道热力学第一定律反映了系统内能的变化和系统通过做功及传热过程与外界交换的能量之间的关系。
初步会用热力学第一定律分析理想气体的一些过程，以及生活和生产中的实际问题。
2．知道热力学第二定律的表述。
知道熵是描写系统无序程度的物理量。
热力学的两个基本定律都是通过对自然界和生活、生产实际的观察、思考、分析、实验而得到的，这也是我们学习这两条基本定律应采取的方法。
人类的进步是与对蕴藏在物质内部能量的认识和利用密切相关的。
热力学定律为更好地设计和制造热机、更好地开发和利用能源指明了方向。
随着生产和科学实践的发展，人们逐步领悟到有效利用能源的意义，懂得遵循科学规律的重要性，从而更自觉地抵制违背科学规律的行为。
此外，以热力学定律为基础的现代热力学理论还广泛应用于物质结、凝聚态物理、低温物理、化学反应、生命现象、宇宙和恒星演化等领域，取得了巨大成就。
A 热力学第一定律一、学习要求理解热力学第一定律。
初步会用热力学第一定律分析理想气体的一些过程，以及生活和生产中的实际问题。
关注热力学第一定律的建立过程，明白热力学第一定律是包括内能的能的转化和能量守恒定律，是通过对自然界和生活、生产实际的观察、思考、分析、实验而得到的自然界中的最基本、最普遍的定律之一，通过对热力学第一定律的学习，体会该定律在科学史上的重要地位，感受该定律对技术进步和社会发展的巨大作用。
二、要点辨析1．热力学第一定律的含义和表式热力学第一定律是包括内能的能的转化和能量守恒定律。
物质的内能是一种与物质内的大量构成粒子无序热运动有关的能量形式，物质系统（如汽缸中一定质量的气体）内能的变化是它与外界交换能量的结果，而这种能量的交换则可通过做功和热传递两种方式实现，热力学第一定律反映了系统内能的变化（ΔU）与它和外界交换的功（W）和热量（Q）之间的定量的关系：ΔU＝Q＋W。
2．应用热力学第一定律解题时，要注意各物理量正、负号的含义当热力学第一定律表示为ΔU ＝Q ＋W 时，ΔU 为正值，表示系统内能增加；负值表示系统内能减小。
气体做功的公式
气体做功的公式以气体做功的公式为题，让我们一起探索气体与能量之间的关系。
当气体发生压缩或膨胀时，会对外界做功。
这种功可以通过以下公式来计算：功 = 压力 × 体积的变化在这个公式中，压力是气体对容器壁施加的压力，而体积的变化则表示气体的压缩或膨胀程度。
例如，当我们把一定量的气体装入一个容器中，并用活塞将气体压缩，这时气体对活塞施加了压力，从而做了功。
假设容器的初始体积为V1，最终体积为V2，那么体积的变化为V2 - V1。
如果气体对活塞的平均压力为P，那么根据上述公式，功就等于 P × (V2 - V1)。
同样地，当气体膨胀时，也会对外界做功。
例如，当我们打开一个气体罐头，气体从高压区域流向低压区域，对外界做了功。
这时，体积的变化为V1 - V2，其中V1是气体罐头中的初始体积，V2是气体罐头中的最终体积。
假设气体罐头内的气体平均压力为P，根据公式，功等于 P × (V1 - V2)。
通过这个公式，我们可以看出，气体做功的大小由两个因素决定：气体对容器壁施加的压力以及体积的变化。
当气体压力较大或体积变化较大时，所做的功也相应增加。
气体做功的公式在物理学和工程学中有广泛的应用。
例如，在汽车发动机中，气体的压缩和膨胀过程产生的功被转化为机械能，推动汽车前进。
在压缩机和涡轮机中，气体做功用于增加压力或产生动力。
总结起来，气体做功的公式为功= 压力× 体积的变化。
这个公式描述了气体通过压缩或膨胀对外界做功的过程。
通过理解和应用这个公式，我们可以更好地理解气体与能量之间的关系，以及气体在各个领域中的应用。
高中物理热学理想气体知识点汇总
(每日一练)高中物理热学理想气体知识点汇总单选题1、一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab，bc，cd，da四个过程又回到状态a，其体积V与热力学温度T的关系图像如下图所示，cd的延长线经过坐标原点O，ab、bc分别与横轴、纵轴平行，e是Ob与da的交点，下列说法正确的是（）A．气体从状态d到状态a是压强增大B．气体从状态b到状态c是气体对外做功同时吸热C．气体从状态a到状态b过程中吸热D．气体从状态c到状态d是等容变化答案：C解析：A．根据pVT=C可知V T = C p坐标原点O与ad上各点的连线斜率与压强成反比，由图可知，气体从状态d到状态a是压强减小，A错误；B．由图可知，气体从状态b到状态c等温变化，气体内能不变，同时体积变小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量，B错误；C．气体从状态a到状态b过程中，根据图像可知为等容变化，气体不做功，但温度升高内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，C正确；D．根据VT=C可知，由于cd的延长线经过坐标原点O，则气体从状态c到状态d是等压变化，D错误。
故选C。
2、若室内生起炉子后温度从7℃升高到27℃，而室内气压不变，则此时室内的空气质量减少了（）A．3.3%B．6.7%C．7.1%D．9.4%答案：B解析：以温度为7℃时室内的所有气体为研究对象，发生等压变化时，根据盖—吕萨克定律有V0 273K+7℃=V273K+27℃得出气体在27℃时的体积V=15 14V0则室内的空气质量减少了V−V0 V =115=6.7%故选B。
小提示：处理变质量问题的方法：（1）取所有气体为研究对象，应用气体实验定律求解；（2）放气、漏气问题中，末状态的总体积对应气体的总质量；末状态留在容器中的是剩余气体，可以求出对应的剩余质量。
3、关于分子动理论，下列说法中正确的是（）A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉B．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高C．图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的折线图，表明该花粉颗粒在每段时间内做直线运动D．图丙为分子力F与其间距r的图像，分子间距从r0开始增大时，分子力先变小后变大答案：B解析：A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，选项A错误；B．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②的“腰粗”，分子平均动能较大，则对应的温度较高，选项B正确；C．图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的折线图，但不能表明该花粉颗粒在每段时间内做直线运动，因花粉颗粒的运动是无规则的，选项C错误；D．图丙为分子力F与其间距r的图像，分子间距从r0开始增大时，分子力先变大后变小，选项D错误。
2022版新教材物理人教版选择性必修第三册学案-热力学定律-章末总结-含解析
章末总结体系构建见学用160页①W②Q③Q+W④自发地⑤完全⑥品质综合提升见学用160页提升一热力学第一定律及其应用例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6J；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9J。
图线AC的反向延长线过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零。
求：（1）从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W1和其内能的增量ΔU1；（2）从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量ΔU2及其从外界吸收的热量Q2。
答案：（1）0 9J（2）9J3J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W1=0根据热力学第一定律有ΔU1=−W1+Q1内能的增量ΔU1=Q1=9 J（2）状态A到状态B与状态A到状态C升高相同的温度，故内能增量相同。
A到B的过程，体积减小，温度升高该气体内能的增量ΔU2=ΔU1=9 J根据热力学第一定律有ΔU2=W2+Q2从外界吸收的热量Q2=ΔU2−W2=3 J综合提升1.公式：ΔU=Q+W其揭示了内能的增量(ΔU)、外界对物体做功(W)与物体从外界吸热(Q)之间的关系。
2.各物理量符号的意义物理量ΔU W Q大于零物体的内能增加外界对物体做功物体吸热小于零物体的内能减少物体对外界做功物体放热等于零物体内能不变物体对外界(或外界对物体)不做功物体与外界绝热3.应用热力学第一定律应注意的问题（1）只有绝热过程Q=0，ΔU=W，用做功可判断内能的变化。
（2）只有在气体体积不变时，W=0，ΔU=Q，用吸热、放热情况可判断内能的变化。
（3）若物体内能不变，即ΔU=0，W和Q不一定等于零，而是W+Q=0，功和热量符号相反、大小相等，因此判断内能变化问题一定要全面考虑。
（4）对于气体，做功W的正负一般要看气体体积变化，气体体积缩小，W>0；气体体积增大，W<0。
气体内能的变化
气体内能的变化作者：罗武兰来源：《中学教学参考·理科版》2012年第04期我们知道，改变物体的内能有两种方式——做功和热传递。
做功和热传递虽然物理方式不同，但在改变物体内能的效果上却是等效的。
物体内能如果只由做功改变，那么外力对物体所做的功W等于物体内能的变化ΔU；如果物体的内能只由热传递改变，那么物体与外界交换的热量Q=ΔU。
如果物体内能的改变既有做功，又有热传递，那么就有：W+Q=ΔU，这就是热力学第一定律。
做功和热传递是怎样改变物体的内能呢？第一，若气体体积不变，必有W=0，Q=ΔU。
吸热时，Q>0，气体的温度升高，分子平均动能增大，内能增加，ΔU＞0；放热时，Q由理想气体状态方程pV=nRT可知，对一定质量的气体，n一定，p与T成正比。
T增大p 随着增大。
p增大的原因是分子动能增加。
T是表象，分子动能增加是内因，实质上是气体分子动能的增量，等于吸收的热量，等于其内能增量。
第二，若气体的状态变化是绝热变化，必有Q=0，W=ΔU。
若气体对外界做功W0，内能增加。
气体对外界做功是气体克服外界阻力做功，即气体体积在阻力作用下膨胀,气体的内能转变为机械能，若气体向真空膨胀,则对外做功W=0。
外界对气体做功，气体体积减小，机械能转变为内能。
第三，若气体作等温变化，必有U=0，W+Q=0，内能不变，外界对气体所做的功等于气体吸收(或放出)的热量。
总之，气体内能的改变，由外界对气体所做的功和气体吸收或放出的热量共同决定。
并不简单地由W或Q决定。
在分析有关气体内能的变化时，要注意对气体的状态和状态变化过程进行分析，运用热力学第一定律，找出特殊条件，往往能使复杂问题简单化。
对此，本文将举几个实例加以诠释。
【例1】（2010年全国理综卷Ⅱ，第16题）如图1，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分。
已知a内有一定质量的稀薄气体，b内为真空。
抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。
在此过程中（）。
高考物理力学知识点之热力学定律技巧及练习题附解析(7)
高考物理力学知识点之热力学定律技巧及练习题附解析(7)一、选择题1．把水和酒精混合后，用蒸发的方式又可以分开，然后液化恢复到原来的状态，这说明（）A．扩散现象没有方向B．将水和酒精分开时，引起了其他变化，故扩散具有方向性C．将水和酒精分开时，并没有引起化学变化，故扩散现象没有方向性D．用本题的实验，无法说明扩散现象是否具有方向性2．如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平于横轴,dc平行于纵轴,ab的延长线过原点，以下说法不正确的是A．从状态d到c,气体体积增大，气体对外做功B．从状态c到b，气体体积减小，外界对气体做功C．从状态a到d,内能增加，气体从外界吸热D．从状态b到a，内能增加，气体对外界放热3．给一定质量、温度为的水加热，在水的温度由上升到的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在相互作用的势能在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的关于这个问题的下列说法中正确的是A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功4．下列说法正确的是A．液体中悬浮的颗粒越大，某时刻撞击它的分子越多，布朗运动越明显B．用“油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子直径等于滴在液面上的纯油酸体积除以相应油酸膜的面积C．温度升高，每个分子的动能都增大，导致分子平均动能增大D．冰箱内低温食品的热量自发地传到了冰箱外高温的空气5．下列有关热学的叙述中，正确的是（）A．同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均速率相同B ．在绝热条件下压缩理想气体，则其内能不一定增加C ．布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动D ．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力6．一定质量的理想气体由状态A 变化到状态B ，气体的压强随热力学温度变化如图所示，则此过程( )A ．气体的密度减小B ．外界对气体做功C ．气体从外界吸收了热量D ．气体分子的平均动能增大7．某同学将一气球打好气后，不小心碰到一个尖利物体而迅速破裂，则在气球破裂过程中( )A ．气体对外界做功，温度降低B ．外界对气体做功，内能增大C ．气体内能不变，体积增大D ．气体压强减小，温度升高 8．关于热力学定律，下列说法正确的是( )A ．在一定条件下物体的温度可以降到0 KB ．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C ．吸收了热量的物体，其内能一定增加D ．压缩气体气体的温度一定升高9．一定质量的理想气体在某一过程中压强51.010P Pa =⨯保持不变，体积增大100cm 3，气体内能增加了50J ，则此过程（ ）A ．气体从外界吸收50J 的热量B ．气体从外界吸收60J 的热量C ．气体向外界放出50J 的热量D ．气体向外界放出60J 的热量10．用相同材料制成质量相等的圆环A 和圆盘B ，厚度相同，且起始温度也相同，把它们都竖立在水平地面上，如图所示．现给它们相同的热量，假设它们不与任何其他物体进行热交换，则升温后，圆环A 的温度t A 与圆盘B 的温度t B 的大小关系是A ．t A ＞tB B ．t A =t BC ．t A ＜t BD ．无法确定 11．下列说法正确的是A．机械能全部变成内能是不可能的B．第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式C．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D．从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的12．一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其V-T 图像如图所示，其中图线ab的反向延长线过坐标原点O，图线bc平行于T轴，图线ca平行于V轴，则（）A．ab过程中气体压强不变，气体从外界吸热B．bc过程中气体体积不变，气体不吸热也不放热C．ca过程中气体温度不变，气体从外界吸热D．整个变化过程中气体的内能先减少后增加13．如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，水的上方有水蒸气。
气体体积增大是否一定对外做功
气体体积增大是否一定对外做功r2001年11月1日理科考试研究一综合版气体体积增大是否一定对外做功湖北省阳新县第一中学(435200)李发勋在高三总复习过程中,看到很多复习资料中有关气体对外做功一类例题和习题,提供的答案是"气体体积增大,气体一定对外傲功";有许多老师也认为:"气体体积增大,气体一定对外傲功",是无可争议的结论.本文结合具体实例,对这一问题提出探讨,与读者磋商.例题一定质量的理想气体,由乎衡状态A变.化到平衡状态B(如图1).则无论经过什么过程,系统必然:A.对外做功c,从外界吸热圈1B.内能增加D.向外界放热分析考虑到"无论经过什么变化过程",设想气体经过图2所示变化过程.即沿d,C,D,E,发生状态变化.作出与图2等效的P—y图(如图3).^—c过对外不做功;c—D,作等压变化,气体对外所做的=.02(—).即图3中矩形cv3D的面积;E作等容变化,对外不做功;E一,作等压变图3化,系统对外做功re2=P1(一)=一P】(一).整个过程系统对外所做的总功=+re2=.02(v3一)一Pl(V3一V2),由此结果不能看出:1.P2(一)>,o2(—)时,>0,表明气体对外做正功.2.(一)>.02(一)时,=0,表明气体对外不傲功.3.(—VI)<P2(—)时,<0,表明气体对外傲负功,即外界对气体做正功. 故选答案B..综上所述,当气体由平衡态^变化到平衡态,气体体积增大,但气体不一定对外做功. 有些物理题.求解很困难,若转换物理情境,构建出合理的物理模型,则能化难为易,顺利解题.倒如图是一圆筒.管底半径R=O.2m,在橘边有一质量m=0.2kg的小球水平射出沿直径方向射向光滑的桶壁,跟筒壁作弹性碰撞后弹回,恰好落在桶底中心c处.已知小球刚接触筒底时的动能为13J,取g=10m,' s2.求筒高^.折与解川,球运动由liB段平抛运动和BC段斜下抛运动两个过程组成.用平地,斜地运动规律求橘高h(=hl+)确非易事.转换物理情境,利用平面镜的成像规律.把小球ABC 段实际运动的全过程构建成"单一的平抛运动过程"模型,则可应用平抛运动规律顺利求解. 建模原理与解答过程如下:小球跟筒壁作弹性碰撞,碰前,碰后速度大小相等;碰后反弹速度的"反射角"跟碰前人射速度的"人射角"也相等.若把橘壁BD当作"平面镜",且把小球作斜下抛运动的轨道BC 匿L。
气体体积增大对外做功原理
气体体积增大对外做功原理以气体体积增大对外做功原理为题，我们首先要了解气体体积的概念。
气体是一种没有固定形状和体积的物质，它会随着温度、压力等外界条件的改变而发生体积变化。
当气体体积增大时，它会对外界产生压力，从而做功。
气体体积增大对外做功的原理可以通过以下几个方面来解释。
我们知道气体分子在运动时具有一定的动能。
当气体受到外界压力作用，其体积增大时，分子之间的距离会增加，分子的平均动能也会增加。
这就意味着气体分子具有更大的动能，能够对外界物体产生作用力，从而做功。
根据气体分子的碰撞理论，当气体分子与容器壁碰撞时，会产生反作用力。
当气体体积增大时，气体分子与容器壁碰撞的频率也会增加，反作用力也会增大。
这个反作用力可以看作是气体对外界做功的一种表现形式。
当气体体积增大时，气体分子会占据更大的空间。
这就意味着气体分子与周围物体之间的相互作用力也会增大。
根据牛顿第三定律，物体对气体施加的作用力会导致气体对物体施加同样大小、方向相反的反作用力，从而做功。
总结起来，气体体积增大对外做功的原理可以归结为以下几点：1. 气体分子具有一定的动能，当气体体积增大时，分子的平均动能也会增加，能够对外界物体产生作用力，从而做功。
2. 根据气体分子的碰撞理论，当气体体积增大时，气体分子与容器壁碰撞的频率增加，反作用力增大，也就是气体对外界做功的表现形式。
3. 气体体积增大意味着气体分子占据更大的空间，与周围物体之间的相互作用力增大。
根据牛顿第三定律，气体对物体施加的反作用力也会增大，从而做功。
通过以上原理，我们可以看出气体体积增大对外做功是由气体分子的运动和碰撞产生的。
这种做功可以用来推动物体的运动，例如气体驱动汽车发动机的工作，或是气体推进器在太空中推动航天器等。
在实际应用中，我们可以利用气体体积增大对外做功的原理来设计各种工程和设备。
例如，气体压缩机利用气体体积减小对外做功的原理，将气体压缩成高压气体，用于工业生产和能源传输。
高中物理热学练习题(含解析)
高中物理热学练习题学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（ ）A ．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B ．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C ．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D ．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的2．下列关于系统是否处于平衡态的说法，正确的是（ ）A ．将一根铁丝的一端插入100℃的水中，另一端插入0℃的冰水混合物中，经过足够长的时间，铁丝处于平衡态B ．两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态C ．0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，冰水混合物处于平衡态D ．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态3．分子直径和分子的质量都很小，它们的数量级分别为（ ）A ．102610m,10kg d m --==B ．102910cm,10kg d m --==C ．102910m,10kg d m --==D ．82610m,10kg d m --==4．下列现象中，通过传热的方法来改变物体内能的是（ ）A ．打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增加B ．太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐渐升高C ．用磨刀石磨刀时，刀片的温度升高，内能增加D ．打击铁钉，铁钉的温度升高，内能增加5．图甲是一种导热材料做成的“强力吸盘挂钩”，图乙是它的工作原理图。
使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（图乙1），吸盘中的空气（可视为理想气体）被挤出一部分。
然后把锁扣缓慢扳下（图乙2），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出。
在拉起吸盘的同时，锁扣对盘盖施加压力，致使盘盖以很大的压力压住吸盘，保持锁扣内气体密闭，环境温度保持不变。
下列说法正确的是（ ）A ．锁扣扳下后，吸盘与墙壁间的摩擦力增大B ．锁扣扳下后，吸盘内气体分子平均动能增大C ．锁扣扳下过程中，锁扣对吸盘中的气体做正功，气体内能增加D ．锁扣扳下后吸盘内气体分子数密度减小，气体压强减小6．以下说法正确的是（ ）A ．气体对外做功，其内能一定减小B ．分子势能一定随分子间距离的增加而增加C ．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体D ．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体7．在汽缸右侧封闭一定质量的理想气体，压强与大气压强相同。
物体内能与体积的关系
物体内能与体积的关系引言：物体的内能是指物体内部分子和原子之间相互作用所产生的能量总和，是物体的微观能量。
而物体的体积是指物体所占据的空间大小。
物体内能与体积之间存在着一定的关系，本文将从不同角度探讨物体内能与体积的关系。
一、热力学角度根据热力学第一定律，物体的内能变化等于吸收的热量与对外做功的和。
当物体体积不变时，物体内能的变化主要与吸收的热量有关。
吸收的热量越多，物体内能越大。
因此，在体积不变的情况下，物体内能与体积无直接关系。
二、分子运动角度根据分子运动理论，物体的内能主要与分子的平均动能有关。
分子的平均动能与温度相关，温度越高，分子的平均动能越大，物体的内能也越大。
而体积的变化会改变物体的密度，从而影响分子之间的相互作用。
当物体的体积增大时，分子之间的相互作用减弱，分子的平均动能增加，物体的内能也增大。
三、相变角度在物质发生相变时，物体的内能也会发生变化。
例如，当物质由固态转变为液态或气态时，吸收的潜热会增加物体的内能。
相变过程中，物质的体积也会发生变化。
当物质由固态转变为液态时，体积会增大；当物质由液态转变为气态时，体积会进一步增大。
因此，在相变过程中，物体的内能与体积存在一定的关系。
四、压力和体积的关系根据理想气体状态方程PV=nRT（其中P为压力，V为体积，n为物质的摩尔数，R为气体常数，T为温度），可以看出在一定温度下，对于一定量的气体，压力和体积成反比。
当压力增加时，气体的体积减小；当压力减小时，气体的体积增大。
而根据理想气体的内能公式U=nCvT（其中U为内能，Cv为摩尔定容热容，T为温度），可以看出在一定温度下，对于一定量的气体，内能与温度成正比。
因此，当气体的体积变化时，气体的内能也会随之变化。
结论：物体的内能与体积之间存在一定的关系。
从热力学角度来看，物体内能与体积无直接关系；从分子运动角度来看，物体内能与体积存在一定的关联；从相变角度来看，物体内能与体积有一定的关系；而在理想气体中，压力和体积的变化会导致内能的改变。
高二物理理想气体状态方程、气体压强的计算知识精讲
高二物理理想气体状态方程、气体压强的计算知识精讲气体的体积、压强、温度间的关系，气体分子运动的特点，气体压强的微观意义（A 级要求）。
这期复习内容比高考要求要高，多讲理想气体状态方程，气体压强的计算。
求封闭气体的压强，本质还是力学问题，求解思路一般以被封闭气体的液柱或活塞为研究对象，进行受力分析，再利用平衡条件或牛顿第二定律列方程求解。
在用气态方程解决多部分气体或多过程问题时，要先隔离各部分气体，确定每部分气体的多个不同状态、及状态参量，再找出体积或压强联系，然后联立方程求解。
一. 气体的状态参量：1. 体积V ：描述气体的几何参量宏观角度：气体没有固定的体积，通常说气体体积是指一定质量气体所占据的容器的容积。
由于气体分子之间有间隙，气体体积并不是气体分子体积的总和。
微观角度：气体分子做无规则热运动所能到达空间。
2. 温度（T 和t ）：气体的热学参量宏观意义：表示物体冷热程度，决定热传递过程中内能传递的数量与方向。
微观意义：是大量分子无规则热运动平均动能的标志，反映大量分子无规则热运动的剧烈程度。
数值表示法：（1）摄氏温标t ：单位℃。
（2）热力学温标T ：单位K ，把-273℃作为0K 。
（3）两种温标关系：T t =+273就每一度大小来说，热力学温度和摄氏温度相等∆∆T t =，只是零值的起点不同而已。
（4）绝对零度0K 是低温的极限，不可能达到。
3. 压强：描述气体的力学参量。
宏观意义：气体作用在器壁单位面积上的压力，大小取决于气体的密度和温度。
微观意义：是由大量气体分子无规则热运动对器壁的碰撞产生的，大小取决于单位体积内的分子数和分子平均速率。
单位：atm Pa cmHg mmHg ，，， 1760101105atm mmHg Pa ==⨯.4. 三参量关系：一定质量的气体，p 和T 、V 有关，只有一个状态，参量改变是不可能的，至少两个或三个参量同时改变。
二. 理想气体状态方程：1. 理想气体：理想气体是一种理想化模型，指能严格遵守三个实验定律的气体，气体分子间无作用力，分子势能为零。
做功与气体体积变化的关系
做功与气体体积变化的关系小学生版小朋友们，今天我们来聊聊做功和气体体积变化的关系。
你们有没有吹过气球呀？当我们用力往气球里吹气的时候，这就是在对气体做功。
随着我们不断吹气，气球里的气体越来越多，气球的体积也变得越来越大。
这就好像我们给气体施加了一股力量，让它们能够占据更多的空间。
再比如说打气筒给自行车轮胎打气。
我们不停地按压打气筒的把手，这就是在做功。
气体被压进轮胎里，轮胎里的气体变多了，体积也就变大了，轮胎就变得鼓鼓的。
还有热胀冷缩的现象。
夏天的时候，气温很高，气体受热膨胀，体积变大。
这也是一种没有我们直接做功，但气体体积发生变化的情况。
所以呀，做功可以让气体的体积发生变化，而气体体积的变化有时候也能反映出有没有做功呢。
初中生版同学们，咱们今天来探讨一下做功和气体体积变化之间的有趣关系。
想象一下，你正在给一个篮球打气。
你用力地按压打气筒，这就是在对气体做功。
每按一下，气体就被压进篮球里，篮球里的气体增多，体积也就逐渐变大。
直到篮球变得鼓鼓的，充满了弹性。
还有一个常见的例子，就是蒸汽机。
蒸汽机里的水被加热变成蒸汽，蒸汽膨胀，推动活塞做功。
在这个过程中，气体体积增大，产生了力量，能够带动机器运转。
另外，冬天的时候，我们往窗户上哈气，会看到玻璃上出现一层水雾。
这是因为我们呼出的气体温度较高，体积较大，遇到冷的玻璃后，气体体积变小，水汽就凝结成了小水珠。
通过这些例子，我们能清楚地看到，做功会影响气体的体积，而气体体积的变化也常常和做功有着密切的联系。
高中生版亲爱的同学们，今天咱们深入研究一下做功与气体体积变化的关系。
大家都知道，在物理世界中，这两者的关系可是相当重要的。
就拿内燃机来说，燃料燃烧产生高温高压的气体，这些气体膨胀做功，推动活塞运动。
在这个过程中，气体的体积迅速增大，从而将内能转化为机械能，为汽车提供动力。
再比如说，我们在实验室做的气体实验。
当我们压缩注射器里的气体时，我们对气体做功，气体的体积减小，压强增大。
气体对外界做功的公式
气体对外界做功的公式
1.等压过程（压强保持不变）下的功：
在等压过程中，气体的压强保持不变，此时气体对外界所做的功可以
通过以下公式计算：
W=p(V_f-V_i)
\]
其中，W表示功，p表示气体的压强，V_f表示气体的末态体积，V_i
表示气体的初态体积。
2.等温过程（温度保持不变）下的功：
在等温过程中，气体的温度保持不变，此时气体对外界所做的功可以
通过以下公式计算：
W=nRT\ln\left(\frac{V_f}{V_i}\right)
\]
其中，W表示功，n表示气体的摩尔数，R表示气体常数，T表示气体
的温度，V_f表示气体的末态体积，V_i表示气体的初态体积。
3.等容过程（体积保持不变）下的功：
在等容过程中，气体的体积保持不变，此时气体对外界所做的功为零。
4.绝热过程（没有热量交换）下的功：
在绝热过程中，气体与外界没有热量的交换
W=\frac{C_v}{\gamma-1}(T_f-T_i)
\]
其中，W表示功，C_v表示气体的定容热容，\(\gamma\)表示气体的绝热指数，T_f表示气体的末态温度，T_i表示气体的初态温度。
需要注意的是，以上公式中的单位如果使用国际单位制，则W的单位为焦耳（J），p的单位为帕斯卡（Pa），V的单位为立方米（m³），n的单位为摩尔（mol），R的单位为焦耳摩尔逐渐（J/mol·K），T的单位为开尔文（K），C_v的单位为焦耳摩尔逐渐（J/mol·K）。
这些公式是根据常见的气体过程推导出来的，其中的参数可以根据具体问题进行求解。
它们可以用来计算气体对外界做功的大小，帮助我们理解气体的能量转化和工作原理。
气体做功的公式
气体做功的公式以气体做功的公式为题，我想向读者们讲述一段关于我在夏日里与气体交互的故事。
那是一个炎热的下午，我坐在一片草地上，沐浴在阳光下的温暖中。
突然，一股微风吹来，轻轻抚摸着我的面颊，我感受到了空气的存在。
我不禁想起了学过的气体做功的公式。
根据理论，当气体发生体积变化时，它可以对外界做功。
这种功是由气体的压力和体积变化所决定的。
假设气体的初始状态是P1和V1，最终状态是P2和V2，那么气体所做的功可以通过公式W = P(V2-V1)来计算。
回到我坐在草地上的那个下午，微风不仅带来了清凉，还带动了一片树叶飘落到我的脚下。
我不禁抬头看向天空，感受着微风在空中流动的力量。
在这个瞬间，我仿佛能够感受到气体与我之间的互动。
正如公式所描述的那样，气体的体积变化会使其对外界做功。
微风吹动树叶的过程中，空气的体积在不断变化，从而产生了对外界的做功。
这种微风带来的力量，尽管微小，却能够让我感受到气体的存在。
在这个夏日的午后，我意识到气体的力量是如此微妙而又强大。
它可以在微风中轻轻抚摸我的面颊，也可以在强风中呼啸而过。
无论是微风还是强风，它们都是气体力量的体现，都可以通过公式W = P(V2-V1)来计算。
回想起这个故事，我真切地感受到了气体与我们的互动。
无论是微风还是强风，它们都是气体力量的体现。
通过公式W = P(V2-V1)，我们可以计算出气体对外界所做的功，这个公式让我更加深入地理解了气体的力量。
在这个夏日的午后，我与气体的互动让我体会到了自然界的奇妙之处。
无论是微风还是强风，它们都是气体力量的体现。
我希望通过这个故事，能够让读者们更加了解气体做功的公式，并与我一同感受到气体的力量和美妙。
让我们一起沉浸在这个夏日的午后，与气体亲密接触，感受自然的魅力。
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论气体体积变化时气体一定做功
在中学物理教学中，一些有关气体做功的习题，一般都是以单纯过程中(如纯等温、等压、等容过
程等)，气体体积发生变化为前提得出气体一定做功的结论，久而久之就使一些学生形成了一种思维定
势，认为：只要气体体积减少，外界一定对气体做功；气体体积增大，气体一定对外界做功；气体体
积不变，气体不做功，是必然的、是不容置疑的。
为了同学们对这类问题能有一个明确的认识，有必
要对这类问题进行细致的分析，以使同学们进一步认识到任何一个物理规律都有其生存条件和适用范
围，千万不可抛开其生存条件和适用范围而生搬硬套。
我们知道气体在准静态过程中所做的功，可以方便地用P---V 图像表示出来，由图1可知P---V 曲线下的面积在数值上等于系统在这一过程中对外界做的功。
如果由A----B 变化，气体对外界做功；如果由B----A 变化，外界对气体做功。
下面我们就用P----V 图对上述问题进行直观分析。
例1：一定质量的理想气体，由A 平衡态经过一系列变化过程到达B 平
衡态，且有V A =V B ，如图2所示。
A C 为等压膨胀过程，气体对外界做功，
其值为W 1 = -P 1 (V 2-V 1)，即图中矩形ACV 1V 2的面积；C D 为等容过程，
不做功W 2=0；D B 为等压压缩过程，外界对气体做功，其值为
W 3 = P 2 (V 2-V 1)，即图中矩形BDV 2V 1的面积，那么气体在整个过程中做的 总功为W = W 1+W 2+W 3 = - P 1 (V 2 - V 1)+P 2 (V 2 - V 1) = - (P 1 - P 2)(V 2 - V 1)<0， 即总功小于零，气体对外做功。
同理，可以分析出此例的反过程，既由B D C A 的变化过程中，一定有W>0，即
总功大于零，外界对气体做功。
由此题可以看出，在气体变化过程中，气体经过一系列变化，即经过一个复杂变化后，气体体积
最终没有发生变化，但气体与外界却有机械功，而且功的正负与过程的方向有关。
例2：一定质量的理想气体，由平衡状态A 经过一系列变化过程到达平衡状态B ，且有V A <V B ，
如图3所示。
如果气体变化按A E D C B 的变化过程进行，不难看出气体在这个变化过程
中总功为： W = - P 2 (V 3 - V 1) + P 1 (V 3 - V 2) = (P 1 - P 2) (V 3 - V 2) - P 2 (V 2 - V 1)
由图3可知，如果矩形DCBE 的面积大于矩形AEV 2V 1的面积
值，即W>0，外界对气体做功；如果矩形DCBE 的面积小于矩形AEV 2V 1的面积值，即W<0，气体对外界做功；如两个面积相等，气 体不做功。
同理，对于初、末状态气体体积满足V A >V B 的情况，也有上述三种可能。
由以上分析可知，气体体积增大，气体对外做功；体积缩小，外界对气体做功；体积不变，气体
不做功这一规律，只在单纯气体变化过程中适用，而对于复杂的气体变化过程，即由两个或两个以上
单纯过程组成的变化过程是不正确的。
如下面一个例题(取自北京大学出版社高中物理练习册下,第51页,12题)
一定质量的理想气体，由状态Ⅰ到状态Ⅱ，不论经历什么样的变化过程，这一定质量的理想气体
一定：
A.向外界放热；
B.从外界吸热；
C.内能增加；
D.对外界做功。
在解答这道题时，一些同学由于受到题目的诱导，都认为这是一个纯等温膨胀过程，所以选择B 、
C 选项。
但是，如果考虑到题中的条件，“不论经历什么样的变化过程”不难理解气体由状态Ⅰ变化到
状态Ⅱ，可以单纯经历一个等温变化过程，也可以经历一个复杂的变化过程。
由上面的分析可知：一
定质量的理想气体，气体体积增大，气体一定对外做功只对单纯过程成立，对于复杂的过程是不正确
的。
应当有三种可能。
例如本题由状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，如果经历了图5所给的过程， 因为由Ⅰ状态 a 状态和由c 状态 d 状态为纯等容过程，功为
零，所以整个过程中气体的功应为矩形Ⅱbcd 的面积值(外界对气体做功)和矩形ab 21的面积值(气体对外界的功)的差。
得W = - 0.5×
1+(1-0.5)×1=0焦,表明在整个过程中，气体做功为零焦耳，又由于
理想气体内能只由温度决定，而Ⅰ、Ⅱ两状态温度相同，内能也相
同，所以由热力学第一定律知：在整个过程中气体与外界没有发生
热交换，可以得出本题中的四个选项都不确定，本题没有答案。
综上所述，同学们在作习题时，切记物理规律的适用条件，不可生搬硬套，以免把物理学这门最
具人类智慧结晶的自然科学变成了简单的符号积木而不得要领。
作者: 行中中学 孙 东
2005年3月
论文交流
P Ⅰ
2 图4 1
Ⅱ O V 1 V 2V。