備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第十五章熱學(xué)第3講熱力學(xué)定律和能量守恒定律考點(diǎn)3熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用

考點(diǎn)3熱力學(xué)第確定律與氣體試驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用研透高考明確方向命題點(diǎn)1與志向氣體狀態(tài)方程綜合3.[2024遼寧]確定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)a變更到狀態(tài)b，其體積V和熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖像如圖所示，此過(guò)程中該系統(tǒng)（A）A.對(duì)外界做正功 B.壓強(qiáng)保持不變C.向外界放熱 D.內(nèi)能削減解析由志向氣體狀態(tài)方程pVT＝C得V＝CpT，連接aO、bO，由于aO連線的斜率大于bO連線的斜率，因此氣體在狀態(tài)a的壓強(qiáng)小于在狀態(tài)b的壓強(qiáng)，B錯(cuò)誤；志向氣體由狀態(tài)a變更到狀態(tài)b的過(guò)程中，氣體的體積增加，氣體對(duì)外界做正功，氣體的溫度上升，內(nèi)能增加，由熱力學(xué)第確定律ΔU＝W＋Q可知，志向氣體從外界吸取熱量，A正確，C、D命題點(diǎn)2與查理定律綜合4.如圖所示是某氣壓式柱形保溫瓶的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖，現(xiàn)倒入熱水，封閉活塞a，其與液面間封閉確定質(zhì)量的志向氣體，此時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體溫度為T1，壓強(qiáng)為p0，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間溫度降為T2，忽視這一過(guò)程中氣體體積的變更.（1）求溫度降為T2時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)p；（2）封閉氣體溫度由T1降為T2過(guò)程中，其傳遞的熱量為Q，則氣體的內(nèi)能如何變更？求此變更量的大小ΔU.答案（1）T2T1p0（2）內(nèi)能削減Δ解析（1）瓶?jī)?nèi)氣體發(fā)生等容變更，由查理定律得p0T1＝pT2，解得p（2）封閉氣體溫度由T1下降到T2過(guò)程為等容變更過(guò)程，W＝0，溫度降低，則氣體內(nèi)能削減，由熱力學(xué)第確定律得W＋Q＝ΔU，解得ΔU＝Q.命題點(diǎn)3與玻意耳定律綜合5.某民航客機(jī)在一萬(wàn)米左右高空飛行時(shí)，需利用空氣壓縮機(jī)來(lái)保持機(jī)艙內(nèi)外氣體壓強(qiáng)之比為4∶1.機(jī)艙內(nèi)有一導(dǎo)熱汽缸，活塞質(zhì)量m＝2kg、橫截面積S＝10cm2，活塞與汽缸壁之間密封良好且無(wú)摩擦.客機(jī)在地面靜止時(shí)，汽缸如圖（a）所示豎直放置，平衡時(shí)活塞與缸底相距l(xiāng)1＝8cm；客機(jī)在高度h處勻速飛行時(shí)，汽缸如圖（b）所示水平放置，平衡時(shí)活塞與缸底相距l(xiāng)2＝10cm.汽缸內(nèi)氣體可視為志向氣體，機(jī)艙內(nèi)溫度可認(rèn)為不變.已知大氣壓強(qiáng)隨高度的變更規(guī)律如圖（c）所示，地面大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，地面重力加速度g＝10m/s2.（1）推斷汽缸內(nèi)氣體由圖（a）狀態(tài)到圖（b）狀態(tài)的過(guò)程是吸熱還是放熱，并說(shuō)明緣由；（2）求高度h處的大氣壓強(qiáng)，并依據(jù)圖（c）估測(cè)出此時(shí)客機(jī)的飛行高度.圖（a）圖（b）圖（c）答案（1）吸熱理由見(jiàn)解析（2）0.24×105Pa1×104m解析（1）依據(jù)熱力學(xué)第確定律有ΔU＝W＋Q，由于氣體體積膨脹，對(duì)外做功，而溫度不變，則內(nèi)能保持不變，因此氣體由圖（a）狀態(tài)到圖（b）狀態(tài)吸熱.（2）初態(tài)封閉氣體的壓強(qiáng)p1＝p0＋mgS＝1.2×105Pa，依據(jù)玻意耳定律有p1l1S＝p2l2解得p2＝0.96×105Pa機(jī)艙