高考物理一輪復習考點精講精練第33講　熱力學定律與能量守恒（解析版）

第33講熱力學定律與能量守恒1.知道改變內能的兩種方式，理解熱力學第一定律.2.知道與熱現(xiàn)象有關的宏觀物理過程的方向性，了解熱力學第二定律.3.掌握能量守恒定律及其應用．考點一熱力學第一定律的理解及應用1．熱力學第一定律的理解不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內能的過程是等效的，而且給出了內能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關系．2．對公式ΔU＝Q＋W符號的規(guī)定符號WQΔU＋外界對物體做功物體吸收熱量內能增加－物體對外界做功物體放出熱量內能減少3.幾種特殊情況(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內能的增加量．(2)若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內能的增加量．(3)若過程的初、末狀態(tài)物體的內能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q.外界對物體做的功等于物體放出的熱量．（2024?天津模擬）游泳浮漂是游泳愛好者自我保護的裝備，采用高彈、環(huán)保的PVC材質，內置雙氣囊，使用時向里充氣使之膨脹，充氣后體積可視為不變且不漏氣，氣囊內氣體可視為理想氣體。當充氣浮漂在水中溫度降低時，則浮漂氣囊內氣體（）A．壓強變大 B．內能增加 C．向外界放熱 D．分子數(shù)密度減小【解答】解：當充氣浮漂在水中溫度降低時，則浮漂氣囊內氣體內能減小，氣體不對外做功，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W+Q，可知氣體對外放熱，根據(jù)查理定律pT故選：C。（2024?寧河區(qū)校級二模）圖示為某一種減震墊，上面布滿了圓柱狀薄膜氣泡，每個氣泡內均充滿一定質量的理想氣體。當平板狀物品平放在氣泡上時，氣泡被壓縮。假設在壓縮過程中，氣泡內氣體溫度保持不變。下列說法正確的是（）A．壓縮后氣泡內氣體的壓強變大 B．壓縮過程氣泡內氣體對外做正功 C．壓縮過程氣泡內每個氣體分子的速率都增大 D．壓縮過程氣泡內氣體吸收熱量【解答】解：A.由理想氣體狀態(tài)方程pVTB.壓縮過程氣泡內氣體對外做負功，故B錯誤；CD.壓縮過程中氣泡內氣體溫度保持不變，則ΔU＝0體積變小，則W＞0由熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知Q＜0壓縮過程氣泡內氣體放出熱量，溫度不變，氣體分子平均速率不變，并非每個分子的速率都增大，故CD錯誤故選：A。（2024?重慶模擬）如圖，玻璃管中封閉一定質量的理想氣體倒扣在水銀槽中，當溫度為T0時，管內的水銀面比槽內水銀面高hcm，管中氣體的長度也為hcm。當把玻璃管緩慢下壓至管底部與槽內水銀面持平，同時改變氣體的溫度保持管內氣體體積不變，已知大氣壓強為p0（單位：cmHg），則管內氣體（）A．最終壓強為p0?h B．對外界做功 C．溫度的變化量為2?TD．對外界放出熱量【解答】解：A.當玻璃管底部與槽內水銀面持平，保持管內氣體體積不變，則管內的水銀面比槽內水銀面低hcm，最終壓強為p＝p0+ph，故A錯誤；B.由于體積不變，所以對外界不做功W＝0，故B錯誤；C.原來氣體的壓強p1＝p0﹣ph，根據(jù)查理定律p1T0D.由于溫度升高，則ΔU＞0，根據(jù)ΔU＝Q+W可得，Q＞0，從外界吸收熱量，故D錯誤。故選：C?？键c二熱力學第二定律的理解1．熱力學第二定律的理解(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助．(2)“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學宏觀過程只在本系統(tǒng)內完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學方面的影響．如吸熱、放熱、做功等．2．熱力學第二定律的實質熱力學第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性，進而使人們認識到自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性．特別提醒熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱；在引起其他變化的條件下內能可以全部轉化為機械能，如氣體的等溫膨脹過程．3．熱力學過程方向性實例：①高溫物體eq\o(,\s\up7(熱量Q能自發(fā)傳給),\s\do5(熱量Q不能自發(fā)傳給))低溫物體②功eq\o(,\s\up7(能自發(fā)地完全轉化為),\s\do5(不能自發(fā)地且不能完全轉化為))熱③氣體體積V1eq\o(,\s\up7(能自發(fā)膨脹到),\s\do5(不能自發(fā)收縮到))氣體體積V2(較大)④不同氣體A和Beq\o(,\s\up7(能自發(fā)混合成),\s\do5(不能自發(fā)分離成))混合氣體AB4．兩類永動機的比較第一類永動機第二類永動機不需要任何動力或燃料，卻能不斷地對外做功的機器從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機器違背能量守恒定律，不可能制成不違背能量守恒定律，但違背熱力學第二定律，不可能制成（多選）（2024?惠州一模）壓縮空氣儲能系統(tǒng)（CAES）能將空氣壓縮產(chǎn)生的熱能儲存起來，發(fā)電時讓壓縮的空氣推動發(fā)電機工作，這種方式能提升壓縮空氣儲能系統(tǒng)的效率，若該系統(tǒng)始終與外界絕熱，空氣可視為理想氣體。對于上述過程的理解正確的是（）A．壓縮空氣過程中，組成空氣的氣體分子平均動能不變 B．壓縮空氣過程中，空氣溫度升高，內能增加 C．該方式能夠將壓縮空氣儲能的效率提升到100% D．壓縮的空氣在推動發(fā)電機工作的過程中，空氣對外做功，壓強減小【解答】解：AB、壓縮空氣過程中，外界對氣體做正功，而系統(tǒng)與外界絕熱，由熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知氣體內能增大，溫度升高，結合溫度是分子熱運動平均動能的標志可知，組成空氣的氣體分子平均動能增大，故A錯誤，B正確；C、由熱力學第二定律可知，該方式能夠將壓縮空氣儲能的效率不可能提升到100%，故C錯誤；D、壓縮的空氣在推動發(fā)電機工作的過程中，氣體膨脹，體積變大，空氣對外做功，內能減小，溫度降低，由pVT故選：BD。（多選）（2024?寶雞模擬）下列有關熱現(xiàn)象的說法正確的是。（）A．一定質量的0℃的冰融化為0℃的水時，分子勢能增加 B．所有晶體都有固定的形狀、固定的熔點和沸點 C．水蒸氣達到飽和時，水蒸氣的壓強不再變化，但蒸發(fā)和凝結仍在進行 D．電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界，符合熱力學第二定律 E．液晶像液體一樣具有流動性，其光學性質與某些晶體相似，具有各向同性【解答】解：A.一定質量的0℃的冰融化為0℃的水時需要吸熱，而分子平均動能不變，則分子勢能增加，故A正確。B.所有晶體都有固定的熔點和沸點，單晶體具有固定的形狀，多晶體沒有具體的形狀，故B錯誤；C.水蒸氣達到飽和時，水蒸氣的壓強不再變化，但蒸發(fā)和凝結仍在進行，達到了動態(tài)平衡，故C正確；D.由熱力學第二定律可知，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，除非有外界的影響或幫助，電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界，是壓縮機做功的結果，符合熱力學第二定律，故D正確；E.液晶像液體一樣具有流動性，其光學性質與某些晶體相似，具有各向異性，故E錯誤。故選：ACD。（多選）（2024?碑林區(qū)校級二模）如圖所示，導熱的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定質量的理想氣體封閉在汽缸中，汽缸的內壁光滑．現(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動，由狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，在此過程中，如果環(huán)境溫度保持不變，下列說法正確的是（）A．氣體分子平均動能不變 B．氣體內能減少 C．氣體吸收熱量 D．氣體內能不變，卻對外做功，此過程違反熱力學第一定律，不可能實現(xiàn) E．氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對外做功，但此過程不違反熱力學第二定律【解答】解：A、封閉氣體等溫膨脹過程，溫度是分子熱運動平均動能的標志，故分子熱運動的平均動能不變，所以A正確；B、溫度不變，則氣體分子的內能不變，B錯誤；C、溫度不變，內能不能，體積膨脹對外做功，氣體一定吸熱，C正確D錯誤；E、由熱力學第二定律知不可能從單一熱源吸熱全部用來做功而不引起其它變化，故E錯誤。故選：AC?？键c三熱力學定律與氣體實驗定律綜合問題（2024?重慶模擬）如圖所示，一根兩端開口、橫截面積為S＝2cm2足夠長的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定（插入水銀槽中的部分足夠深）．管中有一個質量不計的光滑活塞，活塞下封閉著長L＝21cm的氣柱，活塞與玻璃管間氣密性良好，氣體的溫度為t1＝7℃，外界大氣壓取p0＝1.0×105Pa（相當于75cm高的汞柱的壓強），此狀態(tài)下氣體的密度為1.25kg/m3。①若在活塞上放一個質量為m＝0.1kg的砝碼，保持氣體的溫度t1不變，則平衡后氣柱為多長？（g＝10m/s2）②若保持砝碼的質量不變，對氣體加熱，使其溫度升高到t2＝77℃，此時氣體密度為多大？【解答】解：玻璃管橫截面積為S＝2cm2＝2×10﹣4m2①被封閉氣體的初狀態(tài)壓強：p1＝1.0×105Pa，V1＝LS＝21S，T1＝（273+7）K＝280K末狀態(tài)壓強：p2＝p0+mgS，解得：p2＝1.05×105Pa，V2＝L2S，T2＝T根據(jù)玻意耳定律，有：p1V1＝p2V2，即p1L＝p2L2解得：L2＝20cm；②對氣體加熱后，氣體的壓強不變，p3＝p2，V3＝L3S，T3＝（273+77）K＝350K根據(jù)蓋﹣呂薩克定律，有V2解得：L3＝25cm；此時氣體密度為：ρ=mV3=ρ答：①若在活塞上放一個質量為m＝0.1kg的砝碼，保持氣體的溫度t1不變，則平衡后氣柱為20cm；②若保持砝碼的質量不變，對氣體加熱，使其溫度升高到t2＝77℃，此時氣體密度為1.05kg/m3。（2023?湖南模擬）長郡中學某實驗小組受酒店煙霧報警器原理啟發(fā)，探究設計了氣體報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內用面積S＝20cm2、質量m＝0.5kg的活塞密封一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動，整個裝置倒貼在水平天花板上，開始時房間的溫度為T0＝300K，活塞與容器頂部的距離l0＝15cm，環(huán)境溫度升高時容器內氣體溫度也隨之升高，在活塞下方d＝1cm處有一壓力傳感器制成的卡口，當傳感器受到壓力大于2N時，就會啟動報警裝置．已知大氣壓強為1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2。計算結果均保留三位有效數(shù)字。（1）觸發(fā)報警裝置的室溫為多少？此過程中氣體對外做功為多少？（2）室內溫度升高到剛觸發(fā)報警裝置的過程，氣體吸收了3J的熱量，則此過程氣體的內能改變了多少？【解答】解：（1）氣體的初始壓強p1報警時壓強p2由理想氣體狀態(tài)方程得p1解得T≈323K活塞下降至卡口位置過程中，氣體經(jīng)歷一個等壓膨脹過程，氣體對外做功W外＝p1Sd，解得W外＝1.95J后面等容變化不做功，所以整個過程氣體對外做功為1.95J。（2）由熱力學第一定律ΔU＝W+Q其中W＝﹣W外＝﹣1.95J，Q＝3J可得ΔU＝1.05J（1）觸發(fā)報警裝置的室溫為323K，氣體對外做功為1.95J；（2）此過程氣體的內能改變了1.05J。（2023?市中區(qū)校級一模）單級水火箭可以簡化為如圖（a）所示的下方開口的容器。容器中氣體體積V＝3L，壓強p0＝1×105Pa，下方水的深度h＝50cm。單向氣閥（不計質量）是一個只能朝一個方向通入氣體的裝置，它外部為橡膠材質，將其緊緊塞在容器口位置可將水堵住還能向容器內進行充氣。單向氣閥與容器口摩擦力的最大值f＝91.5N?，F(xiàn)用打氣筒通過單向氣閥向容器內一次次的充入壓強p0＝1×105Pa，V1＝300ml的氣體。當容器內的氣體壓強到達一定值時單向氣閥和容器中的水被一起噴出，水火箭可以獲得一定的速度發(fā)射。已知重力加速度g＝10m/s2，容器口的橫截面積S＝3×10﹣4m2，水的密度ρ＝1×103kg/m3。假設容器中的氣體為理想氣體，充氣和噴水時忽略溫度的變化。（1）求水火箭剛好噴水時容器內氣體壓強p；（2）求水火箭剛好噴水時的充氣次數(shù)；（3）水火箭噴水過程中，容器內氣體的p﹣V圖像如圖（b）所示，試估算容器內氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)b從外部吸收的熱量?！窘獯稹拷猓海?）對單向氣閥受力分析，根據(jù)平衡條件有p0S+f＝mg+pS，h＝50cm＝0.5m解得p=代入數(shù)據(jù)得p＝4×105Pa（2）氣體做等溫變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有p0V+Np0V1＝pV解得充氣次數(shù)N＝30（3）由p﹣V圖像可知，外界對氣體做功W＝﹣208×4＝﹣832J由熱力學第一定律ΔU＝W+Q＝0所以氣體吸收熱量Q＝832J答：（1）水火箭剛好噴水時容器內氣體壓強4×105Pa；（2）水火箭剛好噴水時的充氣次數(shù)30；（3）估算容器內氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)b從外部吸收的熱量832J。題型1熱力學第一定律的應用（2024?五華區(qū)校級模擬）如圖所示，絕熱容器被絕熱隔板K1和卡銷K2鎖住的絕熱光滑活塞隔成A、B、C三部分，A部分為真空，B部分為一定質量的理想氣體，且壓強pB＜p0（p0是大氣壓強），C與大氣連通，則下列說法中正確的是（）A．只打開隔板K1，B中氣體對外做功，內能減少 B．只打開隔板K1，B中氣體不做功，內能不變 C．只打開隔板K1，B中氣體壓強不變 D．只打開卡銷K2，讓活塞移動，B中氣體對外做功，內能減少【解答】解：AB.只打開隔板K1時，B中氣體向A中真空擴散，氣體不做功，W＝0，絕熱容器導致Q＝0，由熱力學第一定律知ΔU＝W+Q＝0，內能不變，故A錯誤，B正確；C.只打開隔板K1時，B中氣體內能不變，溫度不變，由玻意耳定律pV＝C知B中氣體體積增大，壓強減小，故C錯誤；D.只打開卡銷K2時，由于pB＜p0，活塞將向下移動，B中氣體體積減小，外界對B中氣體做功即W＞0，絕熱容器導致Q＝0，由熱力學第一定律ΔU＝W+Q，可知B中氣體內能變大，故D錯誤；故選：B。（2024?海門區(qū)校級二模）孔明燈俗稱許愿燈，祈天燈，古代多用于軍事通訊，而現(xiàn)代人多用于祈福。在燈底部的支架上綁上一塊沾有煤油的粗布，點燃后燈內的熱空氣膨脹，放手后，整個燈冉冉升空，當?shù)撞康拿河蜔旰笥謺詣酉陆?。關于孔明燈，下列說法正確的是（）A．點燃后，孔明燈所受浮力增大從而升空 B．點燃后，燈內氣體的溫度升高，內能增大 C．點燃后升空過程中，燈內氣體分子間的平均撞擊力增大 D．點燃后升空過程中，燈內氣體的壓強不變【解答】解：A、孔明燈是利用熱空氣上升的原理制成的。點燃后，燈內空氣受熱膨脹，因而空氣的密度變小，比同體積的冷空氣輕，而浮力不變，從而升空，故A錯誤；B、點燃后，燈內氣體的溫度升高，氣體分子的平均動能增大。燈內空氣受熱后體積膨脹，燈內氣體質量減少，減少量不能確定，所以燈內氣體內能的變化不能確定，故B錯誤；C、點燃后升空過程中，由于燈內氣體的溫度升高，氣體分子的平均動能增大，所以分子間的平均撞擊力增大，故C正確；D、點燃后升空過程中，在燈底部冷空氣向上的壓力大于燈內熱空氣向下的壓力，因此燈內氣體的壓強減小，故D錯誤。故選：C。（2024?天津模擬）一定質量的氣體儲存在體積不變的儲氣罐中，且可視為理想氣體，氣體溫度降低，則關于罐內氣體，下列說法正確的是（）A．壓強減小，內能減小 B．吸收熱量，對外做功 C．壓強增大，分子平均動能減小 D．壓強減小，分子間的作用力減小【解答】解：根據(jù)題意可知氣體體積不變，溫度降低，因此氣體分子平均動能減小；由pV＝CT可知，氣體壓強變??；又根據(jù)溫度為理想氣體內能的標志，可知氣體內能減小，根據(jù)W＝pΔV可知，由于氣體體積不變，因此不對外做功；理想氣體不考慮分子之間的作用力，故A正確，BCD錯誤；故選：A。題型2熱力學第二定律的應用（多選）（2024?長安區(qū)一模）下列說法中正確的是（）A．一定質量的理想氣體經(jīng)過一個絕熱壓縮過程，其溫度一定升高 B．在水的表面層，分子比較稀疏，分子間作用力表現(xiàn)為斥力 C．第二類永動機不可能制成的原因是違反了能量守恒定律 D．運送貨物的卡車停于水平地面，在緩慢卸貨過程中，若車胎不漏氣，胎內氣體溫度不變，不計分子間勢能，則胎內氣體從外界吸熱 E．在天宮空間站的夢天實驗艙中，雖然處于完全失重狀態(tài)，但擴散現(xiàn)象還可以發(fā)生【解答】解：A、根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q+W可知，絕熱壓縮則Q＝0，而壓縮過程中外界對氣體做功，則W＞0，所以理想氣體的內能增加，可知溫度升高，故A正確；B、在水的表面層，水分子比較稀疏，分子間作用力表現(xiàn)為引力，故B錯誤；C、第二類永動機不可能制成是違背了熱力學第二定律，并沒有違背能量守恒定律，故C錯誤；D、運送貨物的卡車停在水平地面上，在緩慢卸貨過程中氣體壓強減小，若車胎不漏氣，胎內氣體溫度不變，在不計分子間勢能的情況下，可將胎內氣體看成理想氣體，而根據(jù)一定質量的理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知，氣體的體積增大，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q+W可知，胎內氣體溫度不變，則E、由于分子間有間隙，而擴散現(xiàn)象是分子永不停息做無規(guī)則運動的體現(xiàn)，分子的運動與是否失重無關，因此在天宮空間站的夢天實驗艙中，雖然處于完全失重狀態(tài)，但擴散現(xiàn)象還可以發(fā)生，故E正確；故選：ADE。（2023?天津模擬）如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側充有理想氣體，隔板右側與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法錯誤的是（）A．氣體自發(fā)擴散前后內能相同 B．氣體在被壓縮的過程中內能增大 C．在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功 D．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功【解答】解：AC、抽開隔板時，由于右方是真空，氣體做自由擴散，右方是真空，氣體沒有對外做功，又沒有熱傳遞，則根據(jù)ΔU＝Q+W可知，氣體的內能不變，故A正確，C錯誤；BD、氣體被壓縮的過程中，外界對氣體做功，根據(jù)ΔU＝Q+W可知，氣體內能增大，故BD正確。本題選擇錯誤的，故選：C。（2023?黃埔區(qū)校級三模）壓縮空氣儲能（CAES）是一種利用壓縮空氣來儲存能量的新型儲能技術，絕熱壓縮空氣儲能方式是壓縮空氣并將產(chǎn)生的熱能儲存在各種介質當中，比如混凝土、石頭、礦洞礦石中等。需要發(fā)電的時候讓壓縮空氣推動發(fā)電機工作，這種方式能夠將壓縮空氣儲能的效率提升。對于上述過程的理解，下列說法正確的是（）A．絕熱壓縮空氣，分子平均動能不變 B．絕熱壓縮空氣，溫度升高，氣體內能一定增大 C．該方式能夠將壓縮空氣儲能的效率提升到100% D．壓縮空氣推動發(fā)電機工作，是氣體對外做功，內能增大【解答】解：AB．絕熱壓縮空氣前后，與外界無熱量交換，Q＝0，外界對氣體做功，W＞0，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W+Q，內能增大，溫度升高，分子平均動能增大，故A錯誤，B正確；C．壓縮空氣儲能的過程涉及熱運動的能量轉換過程，根據(jù)熱力學第二定律可知，任何轉換過程效率都不可能達到100%，故C錯誤；D．壓縮空氣膨脹推動發(fā)電機工作，是氣體體積增大對外做功，W＜0，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知，內能減少，故D錯誤。故選：B。題型3與氣體圖像的綜合問題已知氣體在狀態(tài)A時的壓強是1.5×105Pa。下列說法正確的是（）A．氣體在狀態(tài)A的溫度為200K B．氣體在狀態(tài)C的壓強為3×105Pa C．從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，氣體的壓強越來越大 D．從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中，氣體的內能保持不變【解答】解：ABC、氣體質量不變，在V﹣T圖像中，AB為過坐標原點的直線，由理想氣體狀態(tài)方程：pV＝C，可T知從狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體做等壓變化；從A到B，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程VATA=V從B到C，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pBTB=pCTC，其中pB＝pA＝1.5×105Pa，代入數(shù)據(jù)D、從B到C，氣體溫度升高，內能增大，故D錯誤；故選：A。（2024?泰州模擬）一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)a→b、b→c、c→a三個過程后回到初始狀態(tài)a，其p﹣V圖像如圖所示。下列判斷正確的是（）A．氣體在a→b過程中做等溫變化 B．氣體在b→c過程中內能增加 C．氣體在a→b過程和b→c過程對外界做的功相等 D．氣體在一次循環(huán)過程中會向外界放出熱量【解答】解：A．氣體在a→b過程中因pV乘積變大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV＝CT可知，溫度升高，故A錯誤；B．氣體在b→c過程中因pV乘積變小，可知溫度降低，內能減小，故B錯誤；C．在p﹣V圖像中，圖像與坐標軸圍成的面積等于氣體對外做功，可知氣體在a→b過程和b→c過程對外界做的功相等，故C正確；D．氣體在一次循環(huán)過程中從a到b再到c過程對外做功，從c到a過程外界對氣體做功，整個過程中氣體對外做功，且內能不變，則氣體會從外界吸收熱量，故D錯誤。故選：C。（2024?東城區(qū)一模）用活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內，改變條件使氣缸內氣體發(fā)生由a→b→c的變化過程，其p﹣V圖像如圖所示，其中ac為等溫線，已知理想氣體的內能與熱力學溫度成正比，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)→b過程氣缸中氣體的密度不變 B．a(chǎn)→b的過程氣體是從外界吸收熱量的 C．a(chǎn)→b→c的總過程氣體是向外界放熱的 D．a(chǎn)狀態(tài)氣體的體積是c狀態(tài)氣體體積的2倍【解答】解：AB.a→b過程，質量不變，體積減小，氣體的密度變大，根據(jù)pVTC.由題意可知ac為等溫線，兩點內能相同，從a→b→c過程體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知，全過程氣體放熱，而b→c過程中，體積不變，W＝0，壓強增大，溫度升高，內能增大，內能增量即為吸收的熱量，所以a→b過程氣體放出的熱量大于b→c過程氣體吸收的熱量，故C正確；D.ac為等溫線，根據(jù)玻意耳定律可知paVa＝pcVc解得Va故D錯誤。故選：C。題型4與氣體實驗定律的綜合問題（2024?朝陽區(qū)一模）如圖是一定質量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V﹣T圖像。（2024?香坊區(qū)校級二模）如圖所示，導熱性能良好的氣缸豎直放置，氣缸內用輕質活塞封閉了一定質量的理想氣體，活塞可沿氣缸無摩擦滑動，現(xiàn)往活塞上緩慢增加砂子，當砂子的質量為m1時，活塞下降的高度為h，此過程中氣體向外放出的熱量為Q1，繼續(xù)緩慢添加砂子，當砂子的質量為m2時，活塞又下降了高度h，此過程中氣體向外放出的熱量為Q2，整個過程中環(huán)境的氣壓和溫度均保持不變。關于上述各量的關系，下列說法正確的是（）A．m2＝2m1 B．m2＞2m1 C．Q1＝Q2 D．Q1＝2Q2【解答】解：AB、設初始時氣體的壓強與外界大氣壓強均為p0，活塞第一次下降高度h時氣體壓強為p1，活塞橫截面積為S，活塞到氣缸底的初始高度為H，則有：p1S＝m1g+p0S該過程是等溫變化，則有：p0HS＝p1（H﹣h）S解得：m設活塞第二次下降高度h時氣體壓強為p2，則有：p2S＝m2g+p0S從活塞第一次下降高度h后到第二次下降高度h的過程，同理有：p1（H﹣h）S＝p2（H﹣2h）S解得：m2CD、由于加砂子是緩慢過程，所以氣體壓強是均勻增加的，活塞第一次下降高度h的過程的平均壓強為：p1該過程氣體的做功為：W1由于理想氣體溫度不變，所以該過程氣體內能不變，由熱力學第一定律有：ΔU1＝W1+Q1解得：Q同理，活塞第二次下降高度h的過程的平均壓強為：p2該過程氣體的做功為：W2同理，由熱力學第一定律有：ΔU2＝W2+Q2解得：Q可知：Q1≠Q(mào)2，Q1≠2Q2，故CD錯誤。故選：B。（2024?遼寧一模）某校物理學科周活動中，出現(xiàn)了不少新穎靈巧的作品。如圖所