高中物理新教材同步選擇性必修第三冊-第3章熱力學(xué)定律-2-熱力學(xué)第一定律-3-能量守恒定律

2熱力學(xué)第一定律3能量守恒定律[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.理解熱力學(xué)第一定律，并會運用于分析和計算.2.理解并會運用能量守恒定律.3.知道什么是第一類永動機及其不可能制成的原因．一、熱力學(xué)第一定律1．改變內(nèi)能的兩種方式：做功與傳熱．兩者對改變系統(tǒng)的內(nèi)能是等價的．2．熱力學(xué)第一定律：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能變化量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和．3．熱力學(xué)第一定律的表達式：ΔU＝Q＋W.4．熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用：(1)W的正負(fù)：外界對系統(tǒng)做功時，W取正值；系統(tǒng)對外界做功時，W取負(fù)值．(均選填“正”或“負(fù)”)(2)Q的正負(fù)：外界對系統(tǒng)傳遞的熱量Q取正值；系統(tǒng)向外界傳遞的熱量Q取負(fù)值．(均選填“正”或“負(fù)”)二、能量守恒定律1．探索能量守恒的足跡2．能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變．3．永動機不可能制成(1)第一類永動機：不需要任何動力或燃料，卻能不斷地對外做功的機器．(2)第一類永動機由于違背了能量守恒定律，所以不可能制成．1．判斷下列說法的正誤．(1)外界對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的內(nèi)能一定增加．(×)(2)系統(tǒng)內(nèi)能增加，一定是系統(tǒng)從外界吸收了熱量．(×)(3)系統(tǒng)內(nèi)能減少，一定是系統(tǒng)對外界做了功．(×)(4)違背能量守恒定律的過程是不可能發(fā)生的．(√)2．一定質(zhì)量的氣體從外界吸收了50J的熱量，同時對外做功100J，則物體的內(nèi)能________(填“增加”或“減少”)________J.答案減少50一、熱力學(xué)第一定律導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，快速推動活塞對汽缸內(nèi)氣體做功10J，氣體內(nèi)能改變了多少？若保持氣體體積不變，汽缸向外界傳遞10J的熱量，氣體內(nèi)能改變了多少？若推動活塞對汽缸內(nèi)氣體做功10J的同時，汽缸向外界傳遞10J的熱量，氣體的內(nèi)能改變了多少？圖1答案內(nèi)能增加了10J減少了10J沒改變．知識深化1．對公式ΔU＝Q＋W符號的規(guī)定符號WQΔU＋體積減小，外界對熱力學(xué)系統(tǒng)做功熱力學(xué)系統(tǒng)吸收熱量內(nèi)能增加－體積增大，熱力學(xué)系統(tǒng)對外界做功熱力學(xué)系統(tǒng)放出熱量內(nèi)能減少2.氣體狀態(tài)變化的幾種特殊情況(1)絕熱過程：Q＝0，則ΔU＝W，系統(tǒng)內(nèi)能的增加(或減少)量等于外界對系統(tǒng)(或物體對外界)做的功．(2)等容過程：W＝0，則ΔU＝Q，物體內(nèi)能的增加量(或減少量)等于系統(tǒng)從外界吸收(或系統(tǒng)向外界放出)的熱量．(3)等溫過程：始末狀態(tài)一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＝－Q(或Q＝－W)，外界對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)放出的熱量(或系統(tǒng)吸收的熱量等于系統(tǒng)對外界做的功)．3．判斷氣體是否做功的方法一般情況下看氣體的體積是否變化．①若氣體體積增大，表明氣體對外界做功，W<0.②若氣體體積減小，表明外界對氣體做功，W>0.4．應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題的一般步驟(1)根據(jù)符號法則寫出各已知量(W、Q、ΔU)的正負(fù)；(2)根據(jù)方程ΔU＝W＋Q求出未知量；(3)再根據(jù)未知量結(jié)果的正負(fù)來確定吸放熱情況、做功情況或內(nèi)能變化情況．一定質(zhì)量的氣體在某一過程中，外界對氣體做了8×104J的功，氣體的內(nèi)能減少了1.2×105J，則下列各式正確的是()A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J答案B解析因為外界對氣體做功，W取正值，即W＝8×104J；氣體內(nèi)能減少，ΔU取負(fù)值，即ΔU＝－1.2×105J；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105J－8×104J＝－2×105J，B選項正確．(2020·濟南市期中)如圖2所示，內(nèi)壁光滑的絕熱汽缸固定在水平面上，其右端由于有擋板，厚度不計的絕熱活塞不能離開汽缸，汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞距汽缸右端的距離為0.2m．現(xiàn)對封閉氣體加熱，活塞緩慢移動，一段時間后停止加熱，此時封閉氣體的壓強變?yōu)?×105Pa.已知活塞的橫截面積為0.04m2，外部大氣壓強為1×105Pa，加熱過程中封閉氣體吸收的熱量為2000J，則封閉氣體的內(nèi)能變化量為()圖2A．400JB．1200JC．2000JD．2800J答案B解析由題意可知，氣體先等壓變化，到活塞運動到擋板處再發(fā)生等容變化，等壓變化過程氣體對外做功，做功為W＝－p0Sx＝－1×105×0.04×0.2J＝－800J，由熱力學(xué)第一定律可知，封閉氣體的內(nèi)能變化量為ΔU＝W＋Q＝(－800＋2000)J＝1200J，故B正確．二、氣體實驗定律和熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用導(dǎo)學(xué)探究如圖3所示，一定質(zhì)量的理想氣體由a狀態(tài)變化到b狀態(tài)，請在圖像基礎(chǔ)上思考以下問題：圖3(1)在變化過程中是氣體對外界做功，還是外界對氣體做功？(2)在變化過程中氣體吸熱，還是向外放熱？氣體內(nèi)能如何變化？答案(1)由a狀態(tài)變化到b狀態(tài)，氣體體積變大，因此氣體對外界做功，即W<0.(2)由p－V圖像知從a狀態(tài)變化到b狀態(tài)，體積變大而壓強不變，則溫度升高，故ΔU>0.由ΔU＝W＋Q得Q>0，即氣體吸熱，內(nèi)能增加．知識深化熱力學(xué)第一定律與理想氣體狀態(tài)方程結(jié)合問題的分析思路：(1)利用體積的變化分析做功情況．氣體體積增大，氣體對外界做功；氣體體積減小，外界對氣體做功．(2)利用溫度的變化分析理想氣體內(nèi)能的變化．一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，溫度升高，內(nèi)能增加；溫度降低，內(nèi)能減?。?3)利用熱力學(xué)第一定律判斷是吸熱還是放熱．由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，則Q＝ΔU－W，若已知氣體的做功情況和內(nèi)能的變化情況，即可判斷氣體狀態(tài)變化是吸熱過程還是放熱過程．(2020·長郡中學(xué)高二月考)一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過程可用如圖4所示的p－V圖線描述，其中D→A為等溫線，氣體在狀態(tài)A時溫度為TA＝300K，試求：圖4(1)氣體在狀態(tài)C時的溫度TC；(2)若氣體在A→B過程中吸熱1000J，則在A→B過程中氣體內(nèi)能如何變化？變化了多少？答案(1)375K(2)氣體內(nèi)能增加了400J解析(1)D→A為等溫線，則TD＝TA＝300K氣體由C到D為等壓變化，由蓋－呂薩克定律得：eq\f(VC,TC)＝eq\f(VD,TD)得：TC＝eq\f(VCTD,VD)＝375K；(2)氣體由A到B為等壓變化，則W＝－pΔV＝－2×105×3×10－3J＝－600J，由熱力學(xué)第一定律得ΔU＝Q＋W＝1000J－600J＝400J，則氣體內(nèi)能增加了400J.三、能量守恒定律永動機不可能制成導(dǎo)學(xué)探究(1)在能量發(fā)生轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移時，能量的總量會減少嗎？(2)圖5為一種所謂“全自動”的機械手表，既不需要上發(fā)條，也不用任何電源，卻能不停地走下去．這是不是一種永動機？如果不是，維持表針走動的能量是從哪兒來的？圖5答案(1)能量的總量不會減少．(2)這不是永動機．手表戴在手腕上，通過手臂的運動，機械手表獲得能量，供手表指針走動．若將此手表長時間放置不動，它就會停下來．知識深化1．能量的存在形式及相互轉(zhuǎn)化(1)各種運動形式都有對應(yīng)的能：機械運動有機械能，分子的熱運動有內(nèi)能，還有電磁能、化學(xué)能、核能等．(2)各種形式的能，通過某種力做功可以相互轉(zhuǎn)化．例如：利用電爐取暖或燒水，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；煤燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；列車剎車后，輪子溫度升高，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．2．能量守恒的兩種表達(1)某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等．(2)某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等．3．第一類永動機不可能制成的原因分析如果沒有外界供給熱量而對外做功，由ΔU＝W＋Q知，系統(tǒng)內(nèi)能將減小．若想源源不斷地做功，在無外界能量供給的情況下是不可能的．(多選)下列對能量守恒定律的認(rèn)識正確的是()A．某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加B．某個物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加C．不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器——第一類永動機是不可能制成的D．石子從空中落下，最后停止在地面上，說明機械能消失了答案ABC解析A選項是指不同形式的能量間的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中能量是守恒的；B選項是指能量在不同的物體間發(fā)生轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中能量是守恒的，這正好是能量守恒定律的兩個方面——轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移；第一類永動機是不可能制成的，它違背了能量守恒定律，所以A、B、C正確．D選項中石子的機械能在變化，比如受空氣阻力作用，機械能減少，但機械能并沒有消失，而是轉(zhuǎn)化成其他形式的能，能量守恒定律表明能量既不能創(chuàng)生，也不能消失，故D錯誤．1．(熱力學(xué)第一定律的理解)關(guān)于內(nèi)能的變化，以下說法正確的是()A．物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大B．物體對外做功，內(nèi)能一定減少C．物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變D．物體放出熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變答案C解析根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，物體內(nèi)能的變化與做功及傳熱兩個因素均有關(guān)．物體吸收熱量，內(nèi)能不一定增大，因為物體可能同時對外做功，故內(nèi)能還有可能不變或減少，A錯誤，C正確；物體對外做功，可能同時吸收熱量內(nèi)能還有可能不變或增大，B錯誤；物體放出熱量，同時對外做功，內(nèi)能一定減少，D錯誤．2.(能量守恒定律的應(yīng)用)如圖6所示，上端開口、粗細(xì)均勻的U形管的底部中間有一閥門，開始閥門關(guān)閉，兩管中的水面高度差為h.現(xiàn)將閥門打開，最終兩管水面相平，則這一過程中()圖6A．大氣壓做正功，重力做負(fù)功，水的內(nèi)能不變B．大氣壓不做功，重力做正功，水的內(nèi)能增大C．大氣壓不做功，重力做負(fù)功，水的內(nèi)能增大D．大氣壓做負(fù)功，重力做正功，水的內(nèi)能不變答案B解析由于兩管粗細(xì)相同，作用在液體上的大氣壓力的合力為零，故大氣壓力不做功；水流動過程中重心下降，重力做正功，水的重力勢能減少，減少的重力勢能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故水的內(nèi)能增大，選項B對，A、C、D錯．3.(熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用)(2021·黃梅國際育才高級中學(xué)高二期中)如圖7所示為某理想氣體的p－T圖像，下列說法正確的是()圖7A．由A到B的過程，氣體對外做功，內(nèi)能增加B．由A到B是等容過程，B到C是等壓過程，氣體在C狀態(tài)時的體積比在B狀態(tài)時的體積大C．由B到C的過程，外界對氣體做功，放出熱量D．由B到C的過程，氣體溫度升高，所有氣體分子的動能都增大答案B解析由A到B的過程為等容升溫的過程，因體積不變，則W＝0，而溫度升高了，則內(nèi)能增大，故A錯誤；由B到C的過程是等壓升溫的過程，比較B點、C點與坐標(biāo)原點連線的斜率可知，C點的斜率小，則氣體體積大，故B正確；B到C的過程，體積變大，則氣體對外做功(W<0)，而溫度升高說明內(nèi)能增大(ΔU>0)，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可得Q>0，即氣體要吸熱，故C錯誤；由B到C的過程氣體溫度升高，反映氣體分子的平均動能增大，而氣體分子的熱運動是統(tǒng)計規(guī)律，不能體現(xiàn)所有氣體分子的動能都增大，故D錯誤．4．(熱力學(xué)第一定律與氣體實驗定律的綜合應(yīng)用)如圖8所示，豎直放置、上端開口的絕熱汽缸底部固定一電熱絲(圖中未畫出)，橫截面積為S的絕熱活塞位于汽缸內(nèi)(質(zhì)量不計)，下端封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體，絕熱活塞上放置一質(zhì)量為M的重物并保持平衡，此時汽缸內(nèi)理想氣體的溫度為T0，活塞距汽缸底部的高度為h，現(xiàn)用電熱絲緩慢給汽缸內(nèi)的理想氣體加熱，活塞上升了eq\f(h,2)，封閉理想氣體吸收的熱量為Q.已知大氣壓強為p0，重力加速度為g.求：圖8(1)活塞上升了eq\f(h,2)時，理想氣體的溫度是多少；(2)理想氣體內(nèi)能的變化量．答案(1)eq\f(3,2)T0(2)Q－eq\f(1,2)(p0S＋Mg)h解析(1)封閉理想氣體初狀態(tài)：V1＝Sh，T1＝T0末狀態(tài)：V2＝S(h＋eq\f(1,2)h)＝eq\f(3,2)Sh，用電熱絲緩慢給汽缸內(nèi)的理想氣體加熱，理想氣體發(fā)生等壓變化，設(shè)末狀態(tài)的溫度為T2，由蓋—呂薩克定律得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，可得T2＝eq\f(3,2)T0.(2)設(shè)封閉理想氣體壓強為p1，理想氣體發(fā)生等壓變化，對活塞，根據(jù)受力平衡可得p1S＝p0S＋Mg，理想氣體對外做功為W＝p1S·eq\f(1,2)h，由熱力學(xué)第一定律可知ΔU＝Q－W，聯(lián)立解得ΔU＝Q－eq\f(1,2)(p0S＋Mg)h.考點一熱力學(xué)第一定律1．(多選)下列過程可能發(fā)生的是()A．物體吸收熱量，對外做功，同時內(nèi)能增加B．物體吸收熱量，對外做功，同時內(nèi)能減少C．外界對物體做功，同時物體吸熱，內(nèi)能減少D．外界對物體做功，同時物體放熱，內(nèi)能增加答案ABD解析當(dāng)物體吸收的熱量多于物體對外做的功時，物體的內(nèi)能就增加，A正確；當(dāng)物體吸收的熱量少于物體對外做的功時，物體的內(nèi)能就減少，B正確；外界對物體做功，同時物體吸熱，則物體的內(nèi)能一定增加，C錯誤；當(dāng)物體放出的熱量少于外界對物體做的功時，物體的內(nèi)能增加，D正確．2.如圖1所示是密閉的汽缸，外力推動活塞P壓縮一定質(zhì)量的理想氣體，對缸內(nèi)氣體做功800J，同時氣體向外界放熱200J，缸內(nèi)氣體的()圖1A．溫度升高，內(nèi)能增加600JB．溫度升高，內(nèi)能減少200JC．溫度降低，內(nèi)能增加600JD．溫度降低，內(nèi)能減少200J答案A解析對一定質(zhì)量的理想氣體，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800J＋(－200J)＝600J，ΔU為正表示內(nèi)能增加了600J，內(nèi)能增加，氣體分子的平均動能增加，溫度升高，選項A正確．3．(多選)二氧化碳是導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”的主要原因之一，目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù)．在某次實驗中，將一定質(zhì)量的二氧化碳?xì)怏w封閉在一個可自由壓縮的導(dǎo)熱容器中，將容器緩慢移到海水某深處，氣體體積減為原來的一半，不計溫度的變化，二氧化碳可視為理想氣體，則此過程中()A．封閉氣體對外界做正功B．封閉氣體向外界傳遞熱量C．封閉氣體分子的平均動能不變D．封閉氣體從外界吸收熱量答案BC解析因為不計氣體的溫度變化，氣體分子的平均動能不變，即ΔU＝0，選項C正確；因為氣體體積減半，故外界對氣體做功，即W>0，選項A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律：ΔU＝W＋Q，可知Q<0，即氣體向外界傳遞熱量，選項B正確，D錯誤．4.(2020·濟南市期末)一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、bc、ca三個過程回到原狀態(tài)，其V－T圖像如圖2所示，其中圖線ab的反向延長線過坐標(biāo)原點O，圖線bc平行于T軸，圖線ca平行于V軸，則()圖2A．a(chǎn)b過程中氣體壓強不變，氣體從外界吸熱B．bc過程中氣體體積不變，氣體不吸熱也不放熱C．ca過程中氣體溫度不變，氣體從外界吸熱D．整個變化過程中氣體的內(nèi)能先減少后增加答案A解析由題圖中圖線ab的反向延長線過坐標(biāo)原點O，可知a到b過程中，氣體壓強不變，體積變大，氣體對外做功；溫度升高，內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體從外界吸熱，故A正確．b到c過程中氣體體積不變，氣體不對外界做功，外界也不對氣體做功，溫度降低，內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體放熱，故B錯誤．c到a過程中氣體溫度不變，內(nèi)能不變，體積變小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體放熱，故C錯誤．整個變化過程溫度先升高，后降低，最后不變，所以氣體的內(nèi)能先增加，后減小，最后不變，故D錯誤．考點二能量守恒定律永動機不可能制成5．“第一類永動機”是不可能制成的，這是因為()A．它不符合機械能守恒定律B．它違背了能量守恒定律C．沒有合理的設(shè)計方案D．找不到合適的材料答案B解析第一類永動機不可能制成的原因是違背了能量守恒定律，故B正確．6.(多選)細(xì)繩一端固定在天花板上，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，如圖3所示．使小球在豎直平面內(nèi)擺動，經(jīng)過一段時間后，小球停止擺動．下列說法正確的是()圖3A．小球機械能不守恒B．小球能量正在消失C．小球擺動過程中，只有動能和重力勢能在相互轉(zhuǎn)化D．總能量守恒，但小球的機械能減少答案AD解析小球在豎直平面內(nèi)擺動，經(jīng)過一段時間后，小球停止擺動，說明機械能通過克服阻力做功不斷地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即機械能不守恒，故A正確；小球的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，能量的種類變了，但能量不會消失，故B錯誤；小球長時間擺動過程中，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化的同時，機械能不斷地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故擺動的幅度越來越小，但總能量守恒，故C錯誤，D正確．考點三氣體實驗定律與熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用7.(多選)用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如圖4所示，充氣袋四周被擠壓時，假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，則袋內(nèi)氣體()圖4A．體積減小，內(nèi)能增大B．體積減小，壓強減小C．對外界做負(fù)功，內(nèi)能增大D．對外界做正功，壓強減小答案AC解析實際氣體在溫度不太低、壓強不太大時可看作理想氣體．充氣袋被擠壓，氣體體積減小，外界對氣體做正功，則W>0，即氣體對外界做負(fù)功，由于袋內(nèi)氣體與外界無熱交換，即Q＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q知，內(nèi)能增大，選項A、C正確；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可判斷壓強一定增大，選項B、D錯誤．8.(2020·天津市期中)如圖5所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)a等壓變化到狀態(tài)b，再從b等容變化到狀態(tài)c，a、c兩狀態(tài)溫度相等．下列說法正確的是()圖5A．從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中氣體吸熱B．氣體在狀態(tài)a的內(nèi)能大于在狀態(tài)c的內(nèi)能C．氣體在狀態(tài)b的溫度小于在狀態(tài)a的溫度D．從狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中氣體對外做正功答案D解析從狀態(tài)b等容變化到狀態(tài)c，根據(jù)eq\f(pb,Tb)＝eq\f(pc,Tc)，可知Tc<Tb.根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體沒有對外做功，而溫度降低，則內(nèi)能減小，因此一定放出熱量，A錯誤；理想氣體的內(nèi)能是由溫度決定的，a、c兩狀態(tài)溫度相等，因此內(nèi)能相等，而c的溫度小于b的溫度，因此a的溫度小于b的溫度，B、C錯誤；從狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中，氣體體積膨脹，對外做功，D正確．9．(多選)一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量2.5×104J，氣體對外界做功1.0×104J，則下列關(guān)于理想氣體的說法正確的是()A．氣體溫度一定升高B．氣體的內(nèi)能一定減少C．氣體的壓強一定不變D．分子間平均距離一定增大答案AD解析氣體從外界吸收熱量2.5×104J，氣體對外界做功1.0×104J，則氣體內(nèi)能增加1.5×104J；氣體的內(nèi)能增加，則溫度一定升高，A正確，B錯誤．氣體對外界做功，體積變大，則分子間平均距離一定變大，溫度升高，由eq\f(pV,T)＝C可知，壓強可能變化，C錯誤，D正確．10．(2021·黃梅國際育才高級中學(xué)高二期中)氣閘艙是載人航天器中供航天員進入太空或由太空返回用的氣密性裝置．如圖6所示，座艙A與氣閘艙B之間裝有閥門K，座艙A中充滿一定質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體)，氣閘艙B內(nèi)為真空．航天員從太空返回氣閘艙時，打開閥門K，A中的氣體進入B中，最終達到平衡．假設(shè)此過程中系統(tǒng)與外界沒有熱交換．下列說法正確的是()圖6A．在完全失重的情況下，座艙A內(nèi)的空氣對器壁的頂部沒有作用力B．氣體對外做功，平衡后氣體內(nèi)能減小C．氣體對外不做功，平衡后氣體溫度不變D．氣體體積變小，平衡后壓強增大答案C解析氣體壓強是大量分子對容器壁的碰撞造成的，與是否失重?zé)o關(guān)，故A錯誤；該過程中氣體自由擴散，沒有對外做功，又因為整個系統(tǒng)與外界沒有熱交換，根據(jù)ΔU＝W＋Q，可知內(nèi)能不變；理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，氣體的內(nèi)能不變，則溫度不變，故C正確，B錯誤；由于氣體體積變大，根據(jù)eq\f(pV,T)＝C知壓強減小，故D錯誤．11.(多選)(2020·南和縣第一中學(xué)高二期中)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷如圖7所示的循環(huán)，該過程每個狀態(tài)視為平衡態(tài)，各狀態(tài)參數(shù)如圖所示，已知a狀態(tài)的體積為2.0×10－3m3，則下列說法正確的是()圖7A．各狀態(tài)氣體體積Va＝Vb＞Vc＝VdB．b→c過程中，氣體吸熱C．c→d過程中，氣體內(nèi)能增加D．d→a過程中，外界對氣體做功200J答案BD解析根據(jù)eq\f(pV,T)＝C可知過原點的直線為等容線，且斜率越大的等容線對應(yīng)的氣體的體積越小，由題圖可知Va＝Vb＜Vc＝Vd，選項A錯誤；b→c過程中