第十四章熱學(xué)

第十四章熱學(xué)第1節(jié)分子動(dòng)理論內(nèi)能一、分子動(dòng)理論的三條基本內(nèi)容1.物體是由大量分子組成的（1）分子的大?、俜肿拥闹睆剑ㄒ暈榍蚰Ｐ停簲?shù)量級(jí)為10－10m。②分子的質(zhì)量：數(shù)量級(jí)為10－26kg。（2）阿伏加德羅常數(shù)1mol的任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)叫阿伏加德羅常數(shù)。通常取NA＝6.02×1023mol－1。2.分子永不停息地做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)（1）實(shí)例證明①擴(kuò)散現(xiàn)象a.定義：不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。b.實(shí)質(zhì)：擴(kuò)散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象，溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。②布朗運(yùn)動(dòng)a.定義：懸浮在液體中的小顆粒的永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。b.實(shí)質(zhì)：懸浮小顆粒受到做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的液體分子的撞擊；顆粒越小，溫度越高，運(yùn)動(dòng)越明顯。（2）熱運(yùn)動(dòng)①分子的永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫作熱運(yùn)動(dòng)。②特點(diǎn)：分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)和溫度有關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈。3.分子間同時(shí)存在引力和斥力（1）分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的，實(shí)際表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的合力。（2）分子力隨分子間距離變化的關(guān)系：分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力比引力變化得快。（3）由分子間的作用力與分子間距離的關(guān)系圖像可知：①當(dāng)r＝r0時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，分子力為零；②當(dāng)r＞r0時(shí)，F(xiàn)引＞F斥，分子力表現(xiàn)為引力；③當(dāng)r＜r0時(shí)，F(xiàn)引＜F斥，分子力表現(xiàn)為斥力；④當(dāng)分子間距離大于10r0（約為10－9m）時(shí)，分子力很弱，可以忽略不計(jì)。二、溫度和物體的內(nèi)能1.溫度兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們具有某個(gè)“共同的熱學(xué)性質(zhì)”，我們把表征這一“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量定義為溫度。一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。2.兩種溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。兩種溫標(biāo)下表示的溫度之間的關(guān)系：T＝t＋273.15K。3.分子動(dòng)能和分子平均動(dòng)能（1）分子動(dòng)能是分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能。（2）分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值，溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。（3）分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和。4.分子的勢(shì)能（1）由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的相對(duì)位置決定的能，即分子勢(shì)能。（2）分子勢(shì)能的決定因素：微觀上決定于分子間距離和分子的排列情況；宏觀上決定于體積和狀態(tài)。5.物體的內(nèi)能（1）等于物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，是狀態(tài)量。（2）對(duì)于給定的物體，其內(nèi)能大小由物體的溫度和體積決定。（3）物體的內(nèi)能與機(jī)械能不同，與物體的位置高低、運(yùn)動(dòng)速度大小無(wú)關(guān)。如圖甲、乙、丙、丁所示為關(guān)于分子動(dòng)理論的四個(gè)情境圖。請(qǐng)判斷：（1）圖甲表示“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)情境，實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉。（×）（2）圖乙為水中炭粒某段時(shí)間所在位置的連線圖，連線表示炭粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡。（×）（3）圖丙為分子力與分子間距離的關(guān)系圖，分子間距離從r0逐漸增大時(shí)，分子力先變小后變大。（×）（4）圖丁為大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的速率分布圖，曲線②對(duì)應(yīng)的溫度較高。（√）考點(diǎn)一微觀量的估算[素養(yǎng)自修類]1.[氣體分子的有關(guān)計(jì)算]若以V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，M表示水的摩爾質(zhì)量，M0表示一個(gè)水分子的質(zhì)量，V0表示一個(gè)水分子的體積，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則下列關(guān)系式正確的是（）A.V0＝M0ρ B.V0C.M0＝MNA D.ρ解析：C由已知條件可知V0≠M(fèi)0ρ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；VNA表示一個(gè)水分子運(yùn)動(dòng)占據(jù)的空間，不等于一個(gè)水分子的體積，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；一個(gè)水分子的質(zhì)量為M0＝MNA，選項(xiàng)C正確；M2.[液體分子的有關(guān)計(jì)算]已知阿伏加德羅常數(shù)為NA（mol－1），某液體的摩爾質(zhì)量為M（kg/mol），該液體的密度為ρ（kg/m3），則下列敘述中正確的是（）A.1kg該液體所含的分子個(gè)數(shù)是ρNAB.1kg該液體所含的分子個(gè)數(shù)是1ρNC.該液體1個(gè)分子的質(zhì)量是ρD.該液體1個(gè)分子占有的空間是M解析：D1kg該液體的物質(zhì)的量為1M，所含分子數(shù)目為：n＝NA·1M＝NAM，故A、B錯(cuò)誤，每個(gè)分子的質(zhì)量為m0＝MNA，故C錯(cuò)誤；每個(gè)分子所占體積為V0＝m03.[固體分子的有關(guān)計(jì)算]鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為ρ（單位為kg/m3），摩爾質(zhì)量為M（單位為g/mol），阿伏加德羅常數(shù)為NA。已知1克拉＝0.2克，則（）A.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為aρNB.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為aC.每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為36M×10-D.每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為6MNAρ解析：Ca克拉鉆石物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）為n＝0.2aM，所含分子數(shù)為N＝nNA＝0.2aNAM，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；鉆石的摩爾體積V＝M×10-3ρ（單位為m3/mol），每個(gè)鉆石分子體積為V0＝VNA＝M×10-3NAρ，設(shè)鉆石分子直徑為d1.求解分子直徑時(shí)的兩種模型（固體和液體）（1）把分子看成球形，如圖甲所示：d＝36（2）把分子看成小立方體，如圖乙所示：d＝3V[說(shuō)明]對(duì)于氣體，一般看成小立方體模型，如圖丙所示，而且要注意：①V0不是一個(gè)氣體分子的體積，而是一個(gè)氣體分子平均占有的空間體積。②利用d＝3V0計(jì)算出的d不是氣體分子直徑，2.宏觀量與微觀量的相互關(guān)系（1）微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0等。（2）宏觀量：物體的體積V、密度ρ、質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、摩爾體積Vmol、物質(zhì)的量n等。（3）相互關(guān)系①一個(gè)分子的質(zhì)量：m0＝MNA＝②一個(gè)分子的體積：V0＝VmolNA＝MρN③物體所含的分子數(shù)N＝n·NA＝mM·NA＝VVmol·考點(diǎn)二擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)[素養(yǎng)自修類]1.[擴(kuò)散現(xiàn)象的理解]乙醇噴霧消毒液和免洗洗手液的主要成分都是酒精。下列說(shuō)法正確的是（）A.酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過(guò)程中，分子間距不變B.在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，會(huì)聞到淡淡的酒味，這是酒精分子做布朗運(yùn)動(dòng)的結(jié)果C.在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，每一個(gè)酒精分子運(yùn)動(dòng)速率都變快了D.使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液體分子擴(kuò)散到了空氣中解析：D酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過(guò)程中，溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，但是分子之間的距離變大，A錯(cuò)誤；在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，會(huì)聞到淡淡的酒味，這是由于酒精分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，證明了酒精分子在不停地運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，大部分分子運(yùn)動(dòng)速率都增大，但可能有部分分子速度減小，C錯(cuò)誤；因?yàn)橐磺形镔|(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以使用免洗洗手液時(shí)，手部很快就干爽了，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，D正確。2.[布朗運(yùn)動(dòng)的理解]（2023·江蘇省前黃高級(jí)中學(xué)高三月考）據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，新冠病毒感染的肺炎傳播途徑之一是氣溶膠傳播。氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)。這些固態(tài)或液態(tài)顆粒的大小一般在10－3～103μm之間。已知布朗運(yùn)動(dòng)微粒大小通常在10－6m數(shù)量級(jí)。下列說(shuō)法正確的是（）A.布朗運(yùn)動(dòng)是氣體介質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)B.在布朗運(yùn)動(dòng)中，固態(tài)或液態(tài)顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C.在布朗運(yùn)動(dòng)中，顆粒無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡就是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡D.當(dāng)固態(tài)或液態(tài)顆粒很小時(shí)，能很長(zhǎng)時(shí)間都懸浮在氣體中，顆粒的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)，能長(zhǎng)時(shí)間懸浮是因?yàn)闅怏w浮力作用解析：B布朗運(yùn)動(dòng)是固態(tài)或液態(tài)顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是氣體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)撞擊的結(jié)果，所以它反映的是氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；顆粒越小，氣體分子對(duì)顆粒的撞擊作用越不容易平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故B正確，A錯(cuò)誤。在布朗運(yùn)動(dòng)中，顆粒本身并不是分子，而是分子集團(tuán)，所以顆粒無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡不是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡，故C錯(cuò)誤。當(dāng)固態(tài)或液態(tài)顆粒很小時(shí)，能很長(zhǎng)時(shí)間都懸浮在氣體中，顆粒的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)；固態(tài)或液態(tài)顆粒能長(zhǎng)時(shí)間懸浮是受到氣體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)撞擊而導(dǎo)致的，不是浮力作用的結(jié)果，故D錯(cuò)誤。擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別是分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間是比分子大得多的顆粒的運(yùn)動(dòng)，只能在液體、氣體中發(fā)生是分子的運(yùn)動(dòng)，不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)（1）都是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)（2）都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)都反映了分子做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)三分子力、分子勢(shì)能、溫度與內(nèi)能[素養(yǎng)自修類]1.[分子力的理解]圖甲和圖乙中的曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別描述了某物理量隨分子之間的距離變化的規(guī)律，r0為平衡位置?，F(xiàn)有如下物理量：①分子勢(shì)能，②分子間引力，③分子間斥力，④分子間引力和斥力的合力，則曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對(duì)應(yīng)的物理量可能是（）A.①③② B.②④③C.④①③ D.①④③解析：D根據(jù)分子處于平衡位置（即分子之間距離為r0）時(shí)分子勢(shì)能最小可知，曲線Ⅰ為分子勢(shì)能隨分子之間距離r變化的圖像；根據(jù)分子處于平衡位置（即分子之間距離為r0）時(shí)分子力為零可知，曲線Ⅱ?yàn)榉肿恿﹄S分子之間距離r變化的圖像；根據(jù)分子之間斥力和引力隨分子之間距離的增大而減小可知，曲線Ⅲ為分子斥力或引力隨分子之間距離r變化的圖像。D正確。2.[分子勢(shì)能的理解]甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離x的變化關(guān)系如圖所示，設(shè)乙分子在移動(dòng)過(guò)程中所具有的總能量為0，則下列說(shuō)法正確的是（）A.乙分子在P點(diǎn)時(shí)加速度最大B.乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小C.乙分子在Q點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)D.乙分子在P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大解析：D由題圖可知，乙分子在P點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小，此時(shí)乙分子受力平衡，甲、乙兩分子間引力和斥力相等，乙分子所受合力為0，加速度為0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能為0，大于乙分子在P點(diǎn)時(shí)的分子勢(shì)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；乙分子在Q點(diǎn)時(shí)與甲分子間的距離小于平衡距離，分子引力小于分子斥力，合力表現(xiàn)為斥力，所以乙分子在Q點(diǎn)所受合力不為0，故不處于平衡狀態(tài)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；乙分子在P點(diǎn)時(shí)，其分子勢(shì)能最小，由能量守恒可知此時(shí)乙分子動(dòng)能最大，選項(xiàng)D正確。3.[對(duì)內(nèi)能的理解]關(guān)于分子動(dòng)理論和物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是（）A.某種物體的溫度為0℃，說(shuō)明該物體中分子的平均動(dòng)能為零B.當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都增大但引力增大得更快，所以分子力表現(xiàn)為引力C.懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)D.物體的溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定增大，但內(nèi)能不一定增大解析：D某種物體的溫度為0℃，物體中分子的平均動(dòng)能不為零，分子做永不停息的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，故A錯(cuò)誤；當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小，但斥力減小得更快，所以分子力表現(xiàn)為引力，故B錯(cuò)誤；花粉是由花粉顆粒組成的，布朗運(yùn)動(dòng)是花粉顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)，是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)的反映，故C錯(cuò)誤；溫度從微觀角度表示了大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，物體溫度升高時(shí)，速率小的分子數(shù)目減少，速率大的分子數(shù)目增多，分子的平均動(dòng)能一定增大，但內(nèi)能不一定增大，故D正確。1.分子力與分子勢(shì)能的比較分子力F分子勢(shì)能Ep圖像隨分子間距離的變化情況r＜r0F隨r增大而減小，表現(xiàn)為斥力r增大，F(xiàn)做正功，Ep減小r＞r0r增大，F(xiàn)先增大后減小，表現(xiàn)為引力r增大，F(xiàn)做負(fù)功，Ep增大r＝r0F引＝F斥，F(xiàn)＝0Ep最小，但不為零r＞10r0引力和斥力都很微弱，F(xiàn)＝0Ep＝02.分子動(dòng)能、分子勢(shì)能、內(nèi)能、機(jī)械能的比較能量分子動(dòng)能分子勢(shì)能內(nèi)能機(jī)械能定義分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能由分子間相對(duì)位置決定的勢(shì)能所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和決定因素溫度（決定分子平均動(dòng)能）分子間距溫度、體積、物質(zhì)的量跟宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)備注溫度、內(nèi)能等物理量只對(duì)大量分子才有意義，對(duì)單個(gè)或少量分子沒(méi)有實(shí)際意義1.（2023·江蘇連云港高三開(kāi)學(xué)考試）下列現(xiàn)象中不能說(shuō)明分子間存在分子力的是（）A.空氣容易被壓縮 B.露珠呈現(xiàn)球形C.鋼繩不易被拉斷 D.水不容易壓縮解析：A空氣容易壓縮是因?yàn)榉肿娱g距大，而不是因?yàn)榉肿娱g的作用力，不能說(shuō)明分子間存在作用力，故A正確；露珠呈現(xiàn)球形，是由于液體表面張力，能說(shuō)明分子間存在作用力，故B錯(cuò)誤；鋼繩不易被拉斷，能說(shuō)明分子間有引力，故C錯(cuò)誤；水不容易壓縮是因?yàn)榉肿娱g距小，輕微壓縮都使分子力表現(xiàn)為斥力，能說(shuō)明分子間存在作用力，故D錯(cuò)誤。2.PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5微米的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后對(duì)人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法中正確的是（）A.PM2.5的尺寸與空氣中氧分子尺寸的數(shù)量級(jí)相當(dāng)B.PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)不屬于布朗運(yùn)動(dòng)C.溫度越低，PM2.5運(yùn)動(dòng)越劇烈D.倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度解析：DPM2.5的直徑等于或小于2.5微米，而空氣中氧分子尺寸的數(shù)量級(jí)為10－10m，故兩者大小不相當(dāng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度越高，PM2.5運(yùn)動(dòng)越劇烈，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，選項(xiàng)D正確。3.如圖所示，讓一個(gè)分子A不動(dòng)，另一個(gè)分子B從無(wú)窮遠(yuǎn)處逐漸靠近A。設(shè)兩個(gè)分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)，它們的分子勢(shì)能為0；B分子運(yùn)動(dòng)到距A為r0時(shí)，分子間作用力為零。在這個(gè)過(guò)程中（）A.分子B受力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，分子勢(shì)能減小B.分子間距離減小到r0的過(guò)程中，分子間的作用力增大C.分子之間的引力達(dá)到最大時(shí)，分子勢(shì)能最小D.分子勢(shì)能為零時(shí)，分子間的作用力一定為零解析：AB分子由無(wú)窮遠(yuǎn)靠近A分子，直至兩分子間距為r0，這個(gè)過(guò)程中，分子力表現(xiàn)為引力，與運(yùn)動(dòng)方向相同，引力做正功，分子勢(shì)能減小，A正確；分子間距離減小到r0的過(guò)程中，分子間的相互作用力先增大后減小，B錯(cuò)誤；分子間的距離等于r0時(shí)，分子力為零，此時(shí)分子勢(shì)能最小，C錯(cuò)誤；分子勢(shì)能最小時(shí)，分子間的作用力一定為零，而分子勢(shì)能最小值不一定為零，D錯(cuò)誤。4.分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示，將兩分子從相距r＝r2處釋放，僅考慮這兩個(gè)分子間的作用，從r＝r2到r＝r1（）A.分子間的引力先增大后減小B.分子間的斥力先減小后增大C.分子力的大小先減小后增大D.分子勢(shì)能先減小后增大解析：D兩分子間距從r2減小到r1的過(guò)程中，分子間的引力和斥力均變大，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；分子力先表現(xiàn)為引力，先增加后減小，后表現(xiàn)為斥力逐漸變大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；分子力先做正功，后做負(fù)功，分子勢(shì)能先減小后增加，選項(xiàng)D正確。5.關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是（）A.相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增加量一定相同B.物體的內(nèi)能改變時(shí)溫度也一定改變C.內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0℃的物體內(nèi)能為零D.分子數(shù)和溫度相同的物體不一定具有相同的內(nèi)能解析：D相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量相同，相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不同，故A錯(cuò)誤；物體內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變，比如零攝氏度的冰融化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，故B錯(cuò)誤；分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，可知任何物體在任何狀態(tài)下都有內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與分子數(shù)、物體的溫度和體積三個(gè)因素有關(guān)，分子數(shù)和溫度相同的物體不一定有相同的內(nèi)能，故D正確。6.小張?jiān)陲@微鏡下觀察水中懸浮的細(xì)微粉筆末的運(yùn)動(dòng)從A點(diǎn)開(kāi)始，他把小顆粒每隔20s的位置記錄在坐標(biāo)紙上，依次得到B、C、D等這些點(diǎn)，把這些點(diǎn)連線形成如圖所示折線圖，則關(guān)于該粉筆末的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法不正確的是（）A.該折線圖是粉筆末的運(yùn)動(dòng)軌跡B.粉筆末的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)反映了水分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C.粉筆末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度D.若改變水的溫度，再記錄一張圖，則僅從圖上不能確定記錄哪一張圖時(shí)的溫度高解析：A該折線圖不是粉筆末的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡，分子運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的，故A錯(cuò)誤；粉筆末受到水分子的碰撞，做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以粉筆末的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)反映了水分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故B正確；任意兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是相等的，位移越大，則平均速度就越大，所以粉筆末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度，故C正確；由于運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，所以我們無(wú)法僅從圖上就確定哪一張圖的溫度高，故D正確。7.（2023·江蘇揚(yáng)州模擬預(yù)測(cè)）快遞公司用充氣的塑料袋包裹物品，一個(gè)塑料袋內(nèi)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為448mL，已知?dú)怏w在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的摩爾體積V0＝22.4L/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1，則塑料袋內(nèi)氣體分子數(shù)為（）A.1.2×1021個(gè) B.1.2×1022個(gè)C.1.2×1023個(gè) D.1.2×1024個(gè)解析：B由題意可知，塑料袋內(nèi)氣體的物質(zhì)的量為n＝VV0，包含分子數(shù)為N＝nNA，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可解得N＝1.2×1022，A、C、D錯(cuò)誤，B8.（2023·江蘇無(wú)錫調(diào)研）運(yùn)用分子動(dòng)理論的相關(guān)知識(shí)，判斷下列說(shuō)法正確的是（）A.氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)僅與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)B.某氣體的摩爾體積為V，每個(gè)分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA＝VC.陽(yáng)光從縫隙射入教室，從陽(yáng)光中看到的塵埃運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)D.生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，這可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成解析：D氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)的分子數(shù)及溫度有關(guān)，還與分子平均速率有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，氣體的體積可以占據(jù)很大的空間，故不能用摩爾體積除以分子體積得到阿伏加德羅常數(shù)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒非常小，肉眼是看不到的，陽(yáng)光從縫隙射入教室，從陽(yáng)光中看到的塵埃運(yùn)動(dòng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不是布朗運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；擴(kuò)散可以在固體中進(jìn)行，生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，這可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成，選項(xiàng)D正確。9.如圖所示，將甲分子固定于坐標(biāo)原點(diǎn)O處，乙分子放置于r軸上距離O點(diǎn)很遠(yuǎn)的r4處，r1、r2、r3為r軸上的三個(gè)特殊的位置，甲、乙兩分子間的作用力F和分子勢(shì)能Ep隨兩分子間距離r的變化關(guān)系分別如圖中兩條曲線所示，設(shè)兩分子間距離很遠(yuǎn)時(shí)，Ep＝0。現(xiàn)把乙分子從r4處由靜止釋放，下列說(shuō)法中正確的是（）A.虛線為F－r圖線、實(shí)線為Ep－r圖線B.當(dāng)分子間距離r＜r2時(shí)，甲、乙兩分子間只有斥力，且斥力隨r減小而增大C.乙分子從r4到r2做加速度先增大后減小的加速運(yùn)動(dòng)，從r2到r1做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)D.乙分子從r4到r2的過(guò)程中，分子勢(shì)能先增大后減小，在r1位置時(shí)分子勢(shì)能最小解析：C由于分子間的距離等于平衡位置的距離時(shí)，分子勢(shì)能最小，所以虛線為分子勢(shì)能圖線（Ep－r圖線），實(shí)線為分子間作用力圖線（F－r圖線），選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于分子是由帶正電荷的原子核和帶負(fù)電荷的電子組成的，所以無(wú)論兩個(gè)分子之間的距離多大，分子之間既存在斥力，又存在引力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；乙分子從r4到r2所受的分子力（表現(xiàn)為引力）先增大后減小，根據(jù)牛頓第二定律，乙分子做加速度先增大后減小的加速運(yùn)動(dòng)，乙分子從r2到r1所受的分子力（表現(xiàn)為斥力）一直增大，根據(jù)牛頓第二定律，乙分子做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；根據(jù)分子勢(shì)能圖線可知，乙分子從r4到r1的過(guò)程中，分子勢(shì)能先減小后增大，在r2位置時(shí)分子勢(shì)能最小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10.如圖，用溫度計(jì)測(cè)量質(zhì)量已知的甲、乙、丙三杯水的溫度，根據(jù)測(cè)量結(jié)果可以知道（）A.甲杯中水的內(nèi)能最多B.甲、乙杯中水的內(nèi)能一樣多C.丙杯中水分子的平均動(dòng)能最大D.甲杯中水分子的平均動(dòng)能小于乙杯中水分子的平均動(dòng)能解析：C甲杯中水的質(zhì)量最小，溫度和乙杯中的相同且小于丙杯中的，故甲杯中水的內(nèi)能最小，A、B錯(cuò)誤；丙杯中水的溫度最高，水分子的平均動(dòng)能最大，C正確；甲、乙杯中水的溫度相同，水分子的平均動(dòng)能相同，D錯(cuò)誤。11.空調(diào)在制冷過(guò)程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器（銅管）液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來(lái)越少，人會(huì)感覺(jué)干燥。某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積V＝1.0×103cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1。試求：（結(jié)果均保留一位有效數(shù)字）（1）該液化水中含有水分子的總數(shù)N；（2）一個(gè)水分子的直徑d。解析：（1）水的摩爾體積為Vmol＝Mρ＝1.8×10-21.0×103m3/mol＝1水分子數(shù)N＝VNAVmol＝1.0×103（2）建立水分子的球體模型有VmolNA＝16可得水分子直徑d＝36VmolπNA＝36×1.8×10-答案：（1）3×1025個(gè)（2）4×10－10m12.已知氧氣分子的質(zhì)量m＝5.3×10－26kg，標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的密度ρ＝1.43kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，求：（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（1）氧氣的摩爾質(zhì)量；（2）標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣分子間的平均距離；（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下1cm3的氧氣中含有的氧氣分子數(shù)。解析：（1）根據(jù)公式，氧氣的摩爾質(zhì)量為M＝NAm＝6.02×1023×5.3×10－26kg/mol≈3.2×10－2kg/mol。（2）根據(jù)公式，可得標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的摩爾體積V＝M所以每個(gè)氧氣分子所占空間體積V0＝VNA而每個(gè)氧氣分子占有的體積可以看成是棱長(zhǎng)為a的立方體，即V0＝a3則a3＝M故a＝3MρNA＝33.2×10-21.43×6（3）1cm3氧氣的質(zhì)量為m'＝ρV'＝1.43×1×10－6kg＝1.43×10－6kg則1cm3氧氣中含有的氧氣分子個(gè)數(shù)N＝m'm＝1.43×10-65.3×1答案：（1）3.2×10－2kg/mol（2）3.3×10－9m（3）2.7×1019個(gè)第2節(jié)固體、液體和氣體一、固體和液體1.固體（1）固體分為晶體和非晶體兩類。石英、云母、明礬、食鹽、味精、蔗糖等是晶體。玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體。（2）單晶體具有規(guī)則的幾何形狀，多晶體和非晶體沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀；晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)。（3）有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌?，有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性。非晶體和多晶體在各個(gè)方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫作各向同性。2.液體（1）液體的表面張力：液體表面的分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，它的作用是能使液體表面繃緊，所以叫作液體的表面張力。（2）毛細(xì)現(xiàn)象：指浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，毛細(xì)管越細(xì)，毛細(xì)現(xiàn)象越明顯。3.液晶（1）具有液體的流動(dòng)性。（2）具有晶體的光學(xué)各向異性。（3）從某一方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無(wú)章的。二、氣體1.氣體壓強(qiáng)（1）產(chǎn)生的原因由于大量氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁，形成對(duì)器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫作氣體的壓強(qiáng)。（2）決定因素①宏觀上：決定于氣體的溫度和體積。②微觀上：決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度。2.理想氣體（1）從宏觀上來(lái)講，理想氣體是指在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。（2）從微觀上來(lái)講，理想氣體的分子間除碰撞外無(wú)其他作用力，所以理想氣體無(wú)分子勢(shì)能。3.氣體實(shí)驗(yàn)定律玻意耳定律查理定律蓋—呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式p1V1＝p2V2p1T1＝p2V1T1＝V2圖像4.理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程：p1V1T1＝p5.對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能是一定的。在這種情況下，體積減小時(shí)，分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)就增大。這就是玻意耳定律的微觀解釋。一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時(shí)，分子的密集程度保持不變。在這種情況下，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)就增大。這就是查理定律的微觀解釋。一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大；只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強(qiáng)不變。這就是蓋—呂薩克定律的微觀解釋。下雪了，晶瑩的雪花像輕盈的玉蝴蝶在翩翩起舞，雪花的形狀如圖所示。（1）一片雪花大約由1000個(gè)水分子組成。（×）（2）雪花具有各向異性。（×）（3）雪花飛舞時(shí)，說(shuō)明分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。（×）（4）沒(méi)有兩片雪花是相同的，因此雪花不屬于晶體。（×）（5）雪花是水蒸氣凝華時(shí)形成的晶體。（√）考點(diǎn)一固體、液體的性質(zhì)氣體分子動(dòng)理論[素養(yǎng)自修類]1.[固體的性質(zhì)]（2023·江蘇省昆山中學(xué)一模）2020年，“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器勝利完成月球采樣任務(wù)并返回地球。探測(cè)器上裝有用石英制成的傳感器，其受壓時(shí)表面會(huì)產(chǎn)生大小相等、符號(hào)相反的電荷“壓電效應(yīng)”。如圖所示，石英晶體沿垂直于x軸晶面上的壓電效應(yīng)最顯著。石英晶體（）A.沒(méi)有確定的熔點(diǎn)B.具有各向同性的壓電效應(yīng)C.沒(méi)有確定的幾何形狀D.是單晶體解析：D晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，石英是單晶體，有確定的熔點(diǎn)，有確定的幾何形狀，A、C錯(cuò)誤，D正確；沿垂直于x軸晶面上的壓電效應(yīng)最顯著，其他方向不明顯，故具有各向異性的壓電效應(yīng)，B錯(cuò)誤。2.[液體的性質(zhì)]（2023·江蘇南京二模）“擠毛巾”和“液橋”都是國(guó)際空間站展示的有趣實(shí)驗(yàn)。宇航員先將干毛巾一端沾水后能使得整個(gè)毛巾完全浸濕，然后再用雙手試圖擰干，只見(jiàn)毛巾被擠出的水像一層果凍一樣緊緊地吸附在毛巾的外表面，宇航員的手也粘有一層厚厚的水。2022年3月23日，我國(guó)宇航員王亞平在空間站做了“液橋?qū)嶒?yàn)”，如圖所示。關(guān)于這兩個(gè)現(xiàn)象的描述不正確的是（）A.在地球上將濕毛巾能“擰干”是因?yàn)樗荒芙?rùn)毛巾B.干毛巾沾水變得完全浸濕是毛細(xì)現(xiàn)象C.水對(duì)宇航員的手和液橋板都是浸潤(rùn)的D.“液橋”實(shí)驗(yàn)裝置脫手后兩液橋板最終合在一起，這是水的表面張力在起作用解析：A水能浸潤(rùn)毛巾，在地球上將濕毛巾能“擰干”是因?yàn)橹亓Φ淖饔茫蔄錯(cuò)誤；水是可以浸潤(rùn)毛巾的，毛巾中有很多的小縫隙，就相當(dāng)于有很多的玻璃管，水會(huì)往毛巾縫隙擴(kuò)散，干毛巾沾水變得完全浸濕是毛細(xì)現(xiàn)象，故B正確；浸潤(rùn)指液體與固體發(fā)生接觸時(shí)，液體附著在固體表面或滲透到固體內(nèi)部的現(xiàn)象，此時(shí)對(duì)該固體而言，該液體叫作浸潤(rùn)液體，水對(duì)宇航員的手和液橋板都是浸潤(rùn)的，故C正確；“液橋”實(shí)驗(yàn)裝置脫手后兩液橋板最終合在一起，這是水的表面張力在起作用，故D正確。3.[液晶的特點(diǎn)]關(guān)于液晶，下列說(shuō)法中正確的是（）A.液晶是液體和晶體的混合物B.液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性C.電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，能夠發(fā)光D.所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)解析：B液晶并不是指液體和晶體的混合物，是一種特殊的物質(zhì)，液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)液晶通電時(shí)導(dǎo)通，排列變得有秩序，使光線容易通過(guò)，不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過(guò)，所以液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化，液晶并不發(fā)光，故C錯(cuò)誤；不是所有的物質(zhì)都有液晶態(tài)，故D錯(cuò)誤。4.[氣體分子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)]（2023·江蘇鹽城月考）如圖所示，測(cè)量分子速率分布的裝置示意圖。圓筒繞其中心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，側(cè)面開(kāi)有狹縫N，內(nèi)側(cè)貼有記錄薄膜，M為正對(duì)狹縫的位置。從原子爐R中射出的銀原子蒸氣穿過(guò)屏上S縫后進(jìn)入狹縫N，在圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)相繼到達(dá)并沉積在薄膜上，展開(kāi)的薄膜上銀原子的分布最接近圖中的（）解析：C根據(jù)氣體分子速率分布規(guī)律可知速率很大和速率很小的分子比例較小，而速率中等的分子比例較大。根據(jù)圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的情況可知，速率越大的銀原子所到達(dá)的位置越靠近M，速率越小的銀原子所到達(dá)的位置越靠近N，速率中等的銀原子所到達(dá)的位置分布在Q點(diǎn)附近，所以M和N附近銀原子分布較少，Q點(diǎn)附近銀原子分布較多，故選C。1.晶體和非晶體的理解（1）凡是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體。（2）凡是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體。（3）單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。（4）晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。2.液體表面張力的理解形成原因表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力表面特性表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜表面張力的方向和液面相切，垂直于液面上的各條分界線表面張力的效果表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小典型現(xiàn)象球形液滴、肥皂泡、漣波、毛細(xì)現(xiàn)象、浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)3.氣體分子動(dòng)理論（1）氣體分子間的作用力：氣體分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子直徑，氣體分子之間的作用力十分微弱，可以忽略不計(jì)，氣體分子間除碰撞外無(wú)相互作用力。（2）氣體分子的速率分布：表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。（3）氣體分子的運(yùn)動(dòng)方向：氣體分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章的，但向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等。（4）氣體分子的運(yùn)動(dòng)與溫度的關(guān)系：溫度一定時(shí)，某種氣體分子的速率分布是確定的，速率的平均值也是確定的，溫度升高，氣體分子的平均速率增大，但不是每個(gè)分子的速率都增大?？键c(diǎn)二氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算[多維探究類]1.平衡狀態(tài)下封閉氣體壓強(qiáng)的求法力平衡法選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，得到液柱（或活塞）的受力平衡方程，求得氣體的壓強(qiáng)等壓面法在連通器中，同一種液體（中間不間斷）同一深度處壓強(qiáng)相等。液體內(nèi)深h處的總壓強(qiáng)p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強(qiáng)液片法選取假想的液體薄片（自身重力不計(jì)）為研究對(duì)象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等的方程，求得氣體的壓強(qiáng)2.加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的求法選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解?？挤ㄒ换钊忾]氣體壓強(qiáng)的計(jì)算【典例1】如圖甲、乙所示兩個(gè)汽缸的質(zhì)量均為M，內(nèi)部橫截面積均為S，兩個(gè)活塞的質(zhì)量均為m，圖甲中的汽缸靜止在水平面上，圖乙中的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下。兩個(gè)汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的氣體A、B，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)各多大？解析題圖甲中選活塞為研究對(duì)象，受力分析如圖（a）所示，由平衡條件知pAS＝p0S＋mg，解得pA＝p0＋mg題圖乙中選汽缸為研究對(duì)象，受力分析如圖（b）所示，由平衡條件知p0S＝pBS＋Mg，解得pB＝p0－MgS答案p0＋mgSp0－考法二液柱封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算【典例2】若已知大氣壓強(qiáng)為p0，圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，液體密度均為ρ，重力加速度為g，求各被封閉氣體的壓強(qiáng)。解析在題圖甲中，以高為h的液柱為研究對(duì)象，由平衡條件知p甲S＋ρghS＝p0S所以p甲＝p0－ρgh在題圖乙中，以B液面為研究對(duì)象，由平衡條件知（pA＋ρgh）S＝p0S所以p乙＝pA＝p0－ρgh在題圖丙中，以B液面為研究對(duì)象，由平衡條件有pA'S＋ρghsin60°·S＝p0S所以p丙＝pA'＝p0－32在題圖丁中，以液面A為研究對(duì)象，由平衡條件得p丁S＝（p0＋ρgh1）S所以p?。絧0＋ρgh1。答案甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－32ρgh?。簆0＋ρgh考點(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用[多維探究類]1.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系p1V適用條件：一定質(zhì)量的某種理想氣體。2.解決問(wèn)題的基本思路考法一“汽缸”類問(wèn)題【典例3】如圖所示，質(zhì)量m1＝20kg、高h(yuǎn)＝1.1m的導(dǎo)熱圓柱形汽缸內(nèi)，有一質(zhì)量m2＝10kg、面積S＝1×10－2m2的光滑活塞，通過(guò)輕繩懸掛在天花板上，缸內(nèi)封住了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞恰好在距缸底h2處，整個(gè)裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知外界大氣壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，取重力加速度大小g＝10m/s2，環(huán)境的熱力學(xué)溫度恒為300K（1）求活塞平衡時(shí)與缸底的距離；（2）若對(duì)缸內(nèi)氣體緩慢加熱，使活塞恰好能到達(dá)汽缸頂部，求此時(shí)缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度。解析（1）汽缸懸掛時(shí)，對(duì)汽缸有p1S＋m1g＝p0S汽缸放在水平地面上時(shí)，對(duì)活塞有p2S＝m2g＋p0S該過(guò)程氣體做等溫變化，有p1h2S＝p2hx解得hx＝0.4m。（2）對(duì)缸內(nèi)氣體加熱，氣體做等壓變化，則有hxST1＝hST2，解得T答案（1）0.4m（2）825K｜解題技法｜解決汽缸類問(wèn)題的一般思路（1）弄清題意，確定研究對(duì)象。一般研究對(duì)象分兩類：一類是熱學(xué)研究對(duì)象（一定質(zhì)量的理想氣體）；另一類是力學(xué)研究對(duì)象（汽缸、活塞或某系統(tǒng)）。（2）分析物理過(guò)程，分析初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過(guò)程，依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程列出方程；對(duì)力學(xué)研究對(duì)象要正確地進(jìn)行受力分析，依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程。（3）注意挖掘題目中的隱含條件，如幾何關(guān)系、體積關(guān)系等，列出輔助方程。（4）多個(gè)方程聯(lián)立求解。對(duì)求解的結(jié)果注意分析它們的合理性?？挤ǘ耙后w”類問(wèn)題【典例4】如圖，兩側(cè)粗細(xì)均勻、橫截面積相等、高度均為H＝18cm的U型管，左管上端封閉，右管上端開(kāi)口。右管中有高h(yuǎn)0＝4cm的水銀柱，水銀柱上表面離管口的距離l＝12cm。管底水平段的體積可忽略。環(huán)境溫度T1＝283K，大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg。（1）現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀（與原水銀柱之間無(wú)氣隙），恰好使水銀柱下端到達(dá)右管底部。此時(shí)水銀柱的高度為多少？（2）再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時(shí)密封氣體的溫度為多少？解析（1）設(shè)密封氣體初始體積為V1，壓強(qiáng)為p1，左、右管的截面積均為S，密封氣體先經(jīng)等溫壓縮過(guò)程體積變?yōu)閂2，壓強(qiáng)變?yōu)閜2。由玻意耳定律有p1V1＝p2V2，①設(shè)注入水銀后水銀柱高度為h，水銀的密度為ρ，按題設(shè)條件有p1＝p0＋ρgh0②p2＝p0＋ρgh③V1＝（2H－l－h(huán)0）S，V2＝HS④聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得h＝12.9cm。⑤（2）密封氣體再經(jīng)等壓膨脹過(guò)程體積變?yōu)閂3，溫度變?yōu)門2，由蓋—呂薩克定律有V2T1按題設(shè)條件有V3＝（2H－h(huán)）S⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得T2＝363K。答案（1）12.9cm（2）363K｜解題技法｜解答液柱類問(wèn)題的幾個(gè)注意事項(xiàng)解答液柱類問(wèn)題的關(guān)鍵是封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算，而求液柱封閉的氣體壓強(qiáng)時(shí)，一般以液柱為研究對(duì)象分析受力、列平衡方程，要注意：（1）液體因重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小為p＝ρgh（其中h為液柱的豎直高度）；（2）不要漏掉大氣壓強(qiáng)；（3）有時(shí)可直接應(yīng)用連通器原理——連通器內(nèi)靜止的液體，同種液體在同一水平面上各處壓強(qiáng)相等；（4）當(dāng)液體為水銀時(shí)，可靈活應(yīng)用壓強(qiáng)單位“cmHg”等，使計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)捷。考法三關(guān)聯(lián)氣體問(wèn)題【典例5】（2022·河北高考）水平放置的氣體阻尼器模型截面如圖所示，汽缸中間有一固定隔板，將汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的某種理想氣體分為兩部分，“H”型連桿活塞的剛性連桿從隔板中央圓孔穿過(guò)，連桿與隔板之間密封良好。設(shè)汽缸內(nèi)、外壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)p0?；钊娣e為S，隔板兩側(cè)氣體體積均為SL0，各接觸面光滑。連桿的截面積忽略不計(jì)?，F(xiàn)將整個(gè)裝置緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向，穩(wěn)定后，上部氣體的體積為原來(lái)的12（1）此時(shí)上、下部分氣體的壓強(qiáng)；（2）“H”型連桿活塞的質(zhì)量（重力加速度大小為g）。解析（1）旋轉(zhuǎn)前后，上部分氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意爾定律可知p0·SL0＝p1·12SL解得旋轉(zhuǎn)后上部分氣體壓強(qiáng)為p1＝2p0旋轉(zhuǎn)前后，下部分氣體發(fā)生等溫變化，下部分氣體體積增大為12SL0＋SL0＝32SL0，則p0·SL0＝p2·3解得旋轉(zhuǎn)后下部分氣體壓強(qiáng)為p2＝23p0（2）對(duì)“H”型連桿活塞整體受力分析，活塞的重力mg豎直向下，上部分氣體對(duì)活塞的作用力豎直向上，下部分氣體對(duì)活塞的作用力豎直向下，大氣壓力上下部分抵消，根據(jù)平衡條件可知p1S＝mg＋p2S解得活塞的質(zhì)量為m＝4p答案（1）2p023p0（2）｜解題技法｜關(guān)聯(lián)氣體問(wèn)題的處理技巧對(duì)各部分氣體要獨(dú)立進(jìn)行狀態(tài)分析，要確定每個(gè)研究對(duì)象的狀態(tài)變化的特點(diǎn)，分別應(yīng)用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)定律，并充分應(yīng)用各研究對(duì)象之間的壓強(qiáng)、體積、溫度等量的有效關(guān)聯(lián)；若活塞可自由移動(dòng)，一般要根據(jù)活塞的平衡條件確定兩部分氣體的壓強(qiáng)關(guān)系?？键c(diǎn)四氣體狀態(tài)變化的圖像問(wèn)題[互動(dòng)共研類]氣體圖像的比較##等溫變化#等容變化#等壓變化圖像p－V圖像p－1Vp－T圖像V－T圖像特點(diǎn)pV＝CT（其中C為恒量），即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p＝CT1V，斜率k＝CTp＝CVT，斜率k＝CV＝CpT，斜率k＝C注意：上表中各個(gè)常量“C”的意義有所不同。（可以根據(jù)克拉伯龍方程pV＝nRT確定各個(gè)常量“C”的意義）【典例6】一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了溫度緩慢升高的變化，如圖所示，p－T和V－T圖像各記錄了其部分變化過(guò)程，試求：（1）溫度600K時(shí)氣體的壓強(qiáng)；（2）在p－T圖像上將溫度從400K升高到600K的變化過(guò)程補(bǔ)充完整。解析（1）已知p1＝1.0×105Pa，V1＝2.5m3，T1＝400K，V2＝3m3，T2＝600K，由理想氣體狀態(tài)方程有p1V解得p2＝p1V1T2T1V2＝（2）氣體從T1＝400K升高到T3＝500K，經(jīng)歷了等容變化，由查理定律：p1T1＝p3T3，得氣體壓強(qiáng)p3＝1.氣體從T3＝500K變化到T2＝600K，經(jīng)歷了等壓變化，畫出兩段直線如圖。答案（1）1.25×105Pa（2）見(jiàn)解析圖｜規(guī)律方法｜氣體狀態(tài)變化圖像的分析方法（1）明確點(diǎn)、線的物理意義：圖像上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)參量；圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程。（2）明確圖像斜率的物理意義：在V－T圖像（p－T圖像）中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)（或體積）大小，可以比較這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率的大小，其規(guī)律是：斜率越大，壓強(qiáng)（或體積）越??；斜率越小，壓強(qiáng)（或體積）越大。（3）明確圖像面積的物理意義：在p－V圖像中，p－V圖線與V軸所圍面積表示氣體對(duì)外界或外界對(duì)氣體所做的功。1.[p－V圖像的理解及應(yīng)用]如圖所示，一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B再變到狀態(tài)C的過(guò)程，A、C兩點(diǎn)在同一條雙曲線上，則此變化過(guò)程中（）A.從A到B的過(guò)程溫度升高B.從B到C的過(guò)程溫度升高C.從A到C的過(guò)程溫度先降低再升高D.A點(diǎn)的溫度高于C點(diǎn)的溫度解析：A從A到B發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋—呂薩克定律，體積與熱力學(xué)溫度成正比，體積增大，溫度升高，故從A到B過(guò)程溫度升高，A正確；從B到C過(guò)程發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比，壓強(qiáng)減小，溫度降低，故從B到C過(guò)程溫度下降，B錯(cuò)誤；由A、B分析知，從A到C過(guò)程溫度先升高后降低，C錯(cuò)誤；A、C兩點(diǎn)在同一條雙曲線上，可知，圖中虛線是等溫線，A、C兩點(diǎn)溫度相等，D錯(cuò)誤。2.[p－T圖像的理解及應(yīng)用]如圖所示，一汽缸固定在水平地面上，用重力不計(jì)的活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體。已知汽缸不漏氣，活塞移動(dòng)過(guò)程中與汽缸內(nèi)壁無(wú)摩擦。初始時(shí)，外界大氣壓強(qiáng)為p0，活塞緊壓小擋板。現(xiàn)緩慢升高汽缸內(nèi)氣體的溫度，則下列圖中能反映汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p隨熱力學(xué)溫度T變化的圖像是（）解析：B當(dāng)緩慢升高汽缸內(nèi)氣體溫度時(shí)，開(kāi)始一段時(shí)間氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律可知，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p與汽缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度T成正比，在p－T圖像中，圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線；當(dāng)活塞開(kāi)始離開(kāi)小擋板時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于外界的大氣壓，氣體發(fā)生等壓膨脹，在p－T圖像中，圖線是平行于T軸的直線，B正確。3.[V－T圖像的理解及應(yīng)用]如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從圖示A狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)歷了B、C狀態(tài)，最后到D狀態(tài)，下列判斷正確的是（）A.A→B過(guò)程溫度升高，壓強(qiáng)變大B.B→C過(guò)程體積不變，壓強(qiáng)變小C.B→C過(guò)程體積不變，壓強(qiáng)不變D.C→D過(guò)程溫度不變，壓強(qiáng)變小解析：B由題圖可知，在A→B的過(guò)程中，氣體溫度升高，體積變大，且體積與溫度成正比，由pVT＝C可知，氣體壓強(qiáng)不變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在B→C的過(guò)程中，體積不變，而溫度降低，由pVT＝C可知，氣體壓強(qiáng)變小，故選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；在C→D的過(guò)程中，氣體溫度不變，體積變小，由pVT＝C可知，氣體壓強(qiáng)變大，故選項(xiàng)“融會(huì)貫通”歸納好理想氣體的四類“變質(zhì)量”問(wèn)題氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程的適用對(duì)象都是一定質(zhì)量的理想氣體，但在實(shí)際問(wèn)題中，常遇到氣體的變質(zhì)量問(wèn)題；氣體的變質(zhì)量問(wèn)題，可以通過(guò)巧妙地選擇合適的研究對(duì)象，把“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”的問(wèn)題，從而可以利用氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程求解，常見(jiàn)以下四種類型。類型一充氣問(wèn)題在充氣時(shí)，以充進(jìn)容器內(nèi)的氣體和容器內(nèi)的原有氣體為研究對(duì)象時(shí)，這些氣體的質(zhì)量是不變的。這樣，可將“變質(zhì)量”的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問(wèn)題。【典例1】（2023·江蘇海安市南莫中學(xué)高三開(kāi)學(xué)考試）如圖所示是防疫期間用來(lái)噴灑消毒液的小型壓縮噴霧器。其貯液筒A的容積為7.5L，現(xiàn)裝入6L的藥液。關(guān)閉閥門K，用打氣筒B每次打入1×105Pa的空氣300cm3。設(shè)下列過(guò)程中溫度都保持不變。（p0＝1.0×105Pa）（1）打氣筒B按壓20次，求藥液上方氣體的壓強(qiáng)p1；（2）打氣筒B按壓20次后打開(kāi)K噴射藥液，當(dāng)儲(chǔ)液桶中藥液上方氣體的壓強(qiáng)p2＝1.5×105Pa時(shí)，貯液筒內(nèi)還剩余藥液的體積V。（細(xì)小噴射管中的體積可以忽略）解析（1）選貯液筒內(nèi)原有氣體和打入的氣體為研究對(duì)象，由玻意耳定律得p0V0＝p1V1，得p1＝p0V0V1＝1×105×(7（2）選所有氣體為研究對(duì)象，由玻意耳定律得p2V2＝p1V1，得V2＝p1V1p2＝5×105×(7.5-6)1.5×105L＝5L，則貯液筒內(nèi)還剩余藥液的體積V＝7.5L答案（1）5×105Pa（2）2.5L類型二抽氣問(wèn)題在對(duì)容器抽氣的過(guò)程中，對(duì)每一次抽氣而言，氣體質(zhì)量發(fā)生變化，解決該類變質(zhì)量問(wèn)題的方法與充氣（打氣）問(wèn)題類似：假設(shè)把每次抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態(tài)中，即用等效法把“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”的問(wèn)題?！镜淅?】（2023·江蘇如皋模擬）新冠疫情期間，武漢市醫(yī)療物資緊缺，全國(guó)各地紛紛支援，其中北方某地支援武漢大批鋼瓶氧氣。每瓶鋼瓶的容積為V0＝60L，在北方測(cè)得氧氣壓強(qiáng)為p＝5×106Pa，溫度為t＝7℃。長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)结t(yī)院后，溫度升到t'＝27℃，經(jīng)質(zhì)量測(cè)量發(fā)現(xiàn)漏氣2%。實(shí)際使用過(guò)程中，先用如圖所示的活塞式抽氣筒與氧氣瓶連通緩慢抽氣，再充到真空小鋼瓶中，然后供病人使用。（不考慮抽氣分裝過(guò)程中的漏氣和溫度變化，0℃對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)溫度為273K）（1）氧氣瓶運(yùn)到醫(yī)院后氧氣的壓強(qiáng)為多少？（2）若活塞式抽氣筒第一次抽氣時(shí)，抽出氧氣體積為ΔV＝10L，為了使第二次抽出氧氣的質(zhì)量與第一次相同，第二次抽氣時(shí)，抽氣筒內(nèi)氧氣體積應(yīng)為多少？解析（1）選擇氧氣瓶到醫(yī)院后剩余氣體為研究對(duì)象，這部分氣體在北方時(shí)的體積為V0（1－2%），根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得pV0×(1-2%)T1＝p'V0（2）第一次抽氣，根據(jù)玻意耳定律可得p'V0＝p1（V0＋ΔV），第二次抽氣，根據(jù)玻意耳定律可得p1V0＝p2（V0＋ΔV'），理想氣體狀態(tài)方程為pV＝mMRT，兩次抽出氣體的質(zhì)量相同，則pV乘積相等，滿足p1ΔV＝p2ΔV'，代入數(shù)據(jù)解得ΔV'＝12L答案（1）5.25×106Pa（2）12L類型三氣體分裝問(wèn)題將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問(wèn)題也是變質(zhì)量問(wèn)題，分析這類問(wèn)題時(shí)，可以把大容器中的氣體和多個(gè)小容器中的氣體作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行研究，即可將“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問(wèn)題?！镜淅?】某容積為20L的氧氣瓶裝有30atm的氧氣，現(xiàn)把氧氣分裝到容積為5L的小鋼瓶中，使每個(gè)小鋼瓶中氧氣的壓強(qiáng)為5atm，若每個(gè)小鋼瓶中原有氧氣壓強(qiáng)為1atm，問(wèn)能分裝多少瓶？（設(shè)分裝過(guò)程中無(wú)漏氣，且溫度不變）解析設(shè)最多能分裝n個(gè)小鋼瓶，并選取氧氣瓶中的氧氣和n個(gè)小鋼瓶中的氧氣整體為研究對(duì)象。因?yàn)榉盅b過(guò)程中溫度不變，故遵循玻意耳定律。分裝前整體的狀態(tài)：p1＝30atm，V1＝20L；p2＝1atm，V2＝5nL分裝后整體的狀態(tài)：p1'＝5atm，V1'＝20L；p2'＝5atm，V2'＝5nL根據(jù)玻意耳定律，有p1V1＋p2V2＝p1'V1'＋p2'V2'代入數(shù)據(jù)解得n＝25（瓶）。答案25瓶類型四漏氣問(wèn)題容器漏氣過(guò)程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問(wèn)題，如果選容器內(nèi)剩余氣體和漏掉的氣體為研究對(duì)象，便可使“變質(zhì)量”轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問(wèn)題。【典例4】（2023·江蘇適應(yīng)性考試）某汽車在開(kāi)始行駛時(shí)，儀表顯示其中一只輪胎的氣體壓強(qiáng)為2.5×105Pa，溫度為27℃。已知輪胎容積為3×10－2m3，且在行駛過(guò)程中保持不變。（1）當(dāng)行駛一段時(shí)間后，該輪胎的氣體壓強(qiáng)增加到2.7×105Pa，求此時(shí)氣體的熱力學(xué)溫度；（2）在繼續(xù)行駛的過(guò)程中氣體的溫度保持不變，由于漏氣導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)逐漸減小到2.5×105Pa，求漏氣前后輪胎中氣體質(zhì)量的比值。解析（1）輪胎內(nèi)氣體做等容變化，由查理定律得p1T1＝p2T2，解得T2＝p2p1T1（2）設(shè)輪胎不漏氣的體積為V3，由玻意耳定律得p3V3＝p2V2，解得V3V2＝p2p3，代入數(shù)據(jù)得V答案（1）324K（2）271.（2022·江蘇高考）自主學(xué)習(xí)活動(dòng)中，同學(xué)們對(duì)密閉容器中的氫氣性質(zhì)進(jìn)行討論，下列說(shuō)法中正確的是（）A.體積增大時(shí)，氫氣分子的密集程度保持不變B.壓強(qiáng)增大是因?yàn)闅錃夥肿又g斥力增大C.因?yàn)闅錃夥肿雍苄?，所以氫氣在任何情況下均可看成理想氣體D.溫度變化時(shí)，氫氣分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會(huì)變化解析：D密閉容器中的氫氣質(zhì)量不變，分子個(gè)數(shù)不變，根據(jù)n＝N0V可知當(dāng)體積增大時(shí)，單位體積的個(gè)數(shù)變小，分子的密集程度變小，故A錯(cuò)誤；氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對(duì)容器壁的持續(xù)的、無(wú)規(guī)則撞擊產(chǎn)生的，壓強(qiáng)增大并不是因?yàn)榉肿娱g斥力增大，故B錯(cuò)誤；普通氣體在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的情況下才能看成理想氣體，故C錯(cuò)誤；溫度是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，大量氣體分子的速率呈現(xiàn)“中間多，兩邊少”的規(guī)律，溫度變化時(shí)，大量分子的平均速率會(huì)變化，即分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會(huì)變化，故D2.（2023·江蘇南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校模擬預(yù)測(cè)）用紙折一只小船靜放水面，在船尾P附近沾一點(diǎn)洗潔精，小船會(huì)自動(dòng)加速前進(jìn)一小段距離，如圖甲?，F(xiàn)將兩紙片a和b對(duì)稱靜放在水盆中的水面中心O兩側(cè)，如圖乙（）A.小船自動(dòng)加速前進(jìn)是因?yàn)榧尤胂礉嵕蟊砻鎻埩ψ兇罅说木壒蔅.小船自動(dòng)加速前進(jìn)是因?yàn)樗谋砻鎻埩ψ龉Φ木壒蔆.若在O處滴入少量洗潔精，紙片a和b會(huì)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.若在O處滴入少量洗潔精，紙片a和b會(huì)立即向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)解析：B小船自動(dòng)加速前進(jìn)是因?yàn)檎匆稽c(diǎn)洗潔精會(huì)減小水的表面張力，與小船另一側(cè)的水面張力不一樣大，故小船會(huì)移動(dòng)，表面張力做功，故A錯(cuò)誤，B正確；若在O處滴入少量洗潔精，紙片a和b會(huì)向遠(yuǎn)離O點(diǎn)的方向運(yùn)動(dòng)，故C、D錯(cuò)誤。3.（2023·江蘇蘇錫常二模）某同學(xué)將一個(gè)表面潔凈、兩端開(kāi)口的細(xì)直玻璃管豎直插入不同液體中，他用放大鏡觀察，能看到的情景是（）解析：C圖A中液體與玻璃管表現(xiàn)為不浸潤(rùn)，即附著層內(nèi)分子間引力表現(xiàn)為引力，附著層有收縮的趨勢(shì)，液體表面張力會(huì)對(duì)管中的液體形成向下的拉力，則管內(nèi)的液面會(huì)稍微低于管外的液面高度，故A錯(cuò)誤；圖B中的液體與玻璃管外部表現(xiàn)為不浸潤(rùn)，而在管內(nèi)部表現(xiàn)為浸潤(rùn)，這是相互矛盾的，故B錯(cuò)誤；圖C中液體與玻璃管表現(xiàn)為不浸潤(rùn)，即附著層內(nèi)分子間引力表現(xiàn)為引力，附著層有收縮的趨勢(shì)，液體表面張力會(huì)對(duì)管中的液體形成向下的拉力，則管內(nèi)的液面會(huì)稍微低于管外的液面高度，故C正確；圖D中的液體與玻璃管表現(xiàn)為浸潤(rùn)，即附著層內(nèi)分子間引力表現(xiàn)為斥力，附著層有擴(kuò)展的趨勢(shì)，此時(shí)液體表面張力會(huì)對(duì)管中的液體形成一個(gè)向上的拉力，則管內(nèi)的液面會(huì)稍微高于管外的液面高度，故D錯(cuò)誤。4.（2023·江蘇蘇錫常二模）如圖甲所示，豎直放置的均勻細(xì)管上端封閉，下端開(kāi)口，中間有兩段水銀柱分別封閉了兩部分氣體，用記號(hào)筆在玻璃管上A處做一標(biāo)記（即圖中虛線位置）。輕彈甲圖中細(xì)管使兩段水銀柱及被封閉的兩段氣柱分別合在一起成圖乙狀，這一過(guò)程中封閉氣體和水銀均沒(méi)有從試管中漏出，且溫度不變，則合并后的水銀柱下端處于玻璃管上（）A.A處的下方B.A處的上方C.位置不變，還處于AD.無(wú)法判斷，以上都有可能解析：A把之前封閉的氣體分為上、下兩部分，上部分變化后壓強(qiáng)不變，溫度不變，則體積保持不變；下部分氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變，由玻意耳定律知其體積變大，因此穩(wěn)定后水銀下端應(yīng)在A處的下方，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。5.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)歷ab、bc、ca三個(gè)過(guò)程回到原狀態(tài)，其p－T圖像如圖所示，下列判斷正確的是 （）A.狀態(tài)a的體積等于狀態(tài)b的體積B.狀態(tài)b的體積大于狀態(tài)c的體積C.狀態(tài)b分子的平均動(dòng)能最小D.狀態(tài)c分子的平均動(dòng)能最小解析：A根據(jù)p＝CVT可知，a、b在同一條等容線上，即狀態(tài)a的體積等于狀態(tài)b的體積，A正確；因b點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率大于c點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，可知狀態(tài)b的體積小于狀態(tài)c的體積，B錯(cuò)誤；因?yàn)閍狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度最低，b、c兩狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度最高，可知狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小，狀態(tài)b、c分子的平均動(dòng)能最大，C、D錯(cuò)誤6.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，其p－1V圖像如圖所示，變化順序?yàn)閍→b→c→d→a，圖中ab段延長(zhǎng)線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，cd線段與p軸垂直，da線段與1V軸垂直。則（A.a→b，壓強(qiáng)減小、溫度降低、體積增大B.b→c，壓強(qiáng)增大、溫度降低、體積減小C.c→d，壓強(qiáng)不變、溫度降低、體積減小D.d→a，壓強(qiáng)減小、溫度升高、體積不變解析：C由圖像可知，a→b過(guò)程，氣體壓強(qiáng)減小而體積增大，氣體的壓強(qiáng)與體積倒數(shù)成正比，則壓強(qiáng)與體積成反比，氣體發(fā)生的是等溫變化，故A錯(cuò)誤；由理想氣體狀態(tài)方程pVT＝C可知p1V＝CT，由題圖可知，連接Ob的直線的斜率小，所以b對(duì)應(yīng)的溫度低，b→c過(guò)程溫度升高，由圖像可知，同時(shí)壓強(qiáng)增大，且體積也增大，故B錯(cuò)誤；由圖像可知，c→d過(guò)程，氣體壓強(qiáng)p不變而體積V變小，由理想氣體狀態(tài)方程pVT＝C可知?dú)怏w溫度降低，故C正確；由圖像可知，d→a過(guò)程，氣體體積V不變，壓強(qiáng)p變小，由理想氣體狀態(tài)方程pVT＝C可知，氣體溫度降低7.（2021·河北高考）某雙層玻璃保溫杯夾層中有少量空氣，溫度為27℃時(shí)，壓強(qiáng)為3.0×103Pa。（1）當(dāng)夾層中空氣的溫度升至37℃，求此時(shí)夾層中空氣的壓強(qiáng)；（2）當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂隙，靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間，求夾層中增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值，設(shè)環(huán)境溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa。解析：（1）由題意可知夾層中的氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知p1T代入數(shù)據(jù)解得p2＝3.1×103Pa。（2）當(dāng)保溫杯外層出現(xiàn)裂縫后，靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間，則夾層壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)相等，設(shè)夾層體積為V，以靜置后的所有氣體為研究對(duì)象，有p0V＝p1V1解得V1＝1003則增加空氣的體積為ΔV＝V1－V＝973所以增加的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量之比為Δmm＝ΔV答案：（1）3.1×103Pa（2）978.（2022·湖南高考）如圖，小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)液體拉力測(cè)量?jī)x。一個(gè)容積V0＝9.9L的導(dǎo)熱汽缸下接一圓管，用質(zhì)量m1＝90g、橫截面積S＝10cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與圓管壁間摩擦不計(jì)?；钊露擞幂p質(zhì)細(xì)繩懸掛一質(zhì)量m2＝10g的U形金屬絲，活塞剛好處于A位置。將金屬絲部分浸入待測(cè)液體中，緩慢升起汽缸，使金屬絲從液體中拉出，活塞在圓管中的最低位置為B。已知A、B間距離h＝10cm，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.01×105Pa，重力加速度g取10m/s2，環(huán)境溫度保持不變。求（1）活塞處于A位置時(shí)，汽缸中的氣體壓強(qiáng)p1；（2）活塞處于B位置時(shí)，液體對(duì)金屬絲拉力F的大小。解析：（1）選活塞與金屬絲整體為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件有p0S＝p1S＋（m1＋m2）g代入數(shù)據(jù)解得p1＝1×105Pa。（2）當(dāng)活塞在B位置時(shí)，設(shè)汽缸內(nèi)的壓強(qiáng)為p2，根據(jù)玻意耳定律有p1V0＝p2（V0＋Sh）代入數(shù)據(jù)解得p2＝9.9×104Pa選活塞與金屬絲整體為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件有p0S＝p2S＋（m1＋m2）g＋F聯(lián)立解得F＝1N。答案：（1）1×105Pa（2）1N9.（2022·全國(guó)甲卷）如圖，容積均為V0、缸壁可導(dǎo)熱的A、B兩汽缸放置在壓強(qiáng)為p0、溫度為T0的環(huán)境中；兩汽缸的底部通過(guò)細(xì)管連通，A汽缸的頂部通過(guò)開(kāi)口C與外界相通；汽缸內(nèi)的兩活塞將缸內(nèi)氣體分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第Ⅱ、Ⅲ部分的體積分別為18V0和14V（1）將環(huán)境溫度緩慢升高，求B汽缸中的活塞剛到達(dá)汽缸底部時(shí)的溫度；（2）將環(huán)境溫度緩慢改變至2T0，然后用氣泵從開(kāi)口C向汽缸內(nèi)緩慢注入氣體，求A汽缸中的活塞到達(dá)汽缸底部后，B汽缸內(nèi)第Ⅳ部分氣體的壓強(qiáng)。解析：（1）封閉氣體做等壓變化，對(duì)Ⅳ部分氣體，由蓋－呂薩克定律有34V解得T1＝43T0（2）Ⅱ和Ⅲ部分封閉氣體，初狀態(tài)體積V1＝18V0＋14V0＝38V0，溫度為T0；Ⅳ部分氣體，初狀態(tài)體積V2＝34V0，從開(kāi)口C向汽缸中注入氣體，設(shè)末狀態(tài)Ⅳ部分氣體壓強(qiáng)為p'，體積為V，則原Ⅱ、Ⅲ部分氣體最終總體積為V0－V，對(duì)這兩部分理想氣體分別有p0×p0×解得p'＝2.25p0。答案：（1）43T0（2）2.25p10.（2023·江蘇連云港二模）自熱型食品都帶有一個(gè)發(fā)熱包，遇到水后溫度上升，很容易將“生米煮成熟飯”，但也存在安全隱患。消防實(shí)驗(yàn)人員對(duì)如圖一款自熱盒飯進(jìn)行演示時(shí)，盒內(nèi)氣體初始?jí)簭?qiáng)與外部大氣壓p0相同，盒內(nèi)溫度為27℃，盒內(nèi)閉封性能良好，氣體可視為理想氣體。（1）消防實(shí)驗(yàn)人員把透氣孔堵住，卡住盒蓋，拉開(kāi)盒內(nèi)塑料膠條，將水袋弄破，導(dǎo)致發(fā)熱劑均勻散熱，當(dāng)盒內(nèi)氣體溫度升到107℃時(shí)，盒內(nèi)氣體膨脹，容積變?yōu)楹凶尤莘e的109（2）消防實(shí)驗(yàn)人員表示，如果繼續(xù)把透氣孔堵塞盒子就極有可能會(huì)爆炸，于是迅速打開(kāi)透氣孔放出部分氣體，使得飯盒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)相等，設(shè)107℃時(shí)放氣的短時(shí)間內(nèi)的溫度和盒內(nèi)膨脹后的容積保持不變。求放出的氣體與盒內(nèi)所留氣體的質(zhì)量之比。解析：（1）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得p0V解得p＝1.14p0。（2）根據(jù)玻意耳定律得p·109V0＝p0解得ΔV＝745V因?yàn)橥N氣體在相同壓強(qiáng)和相同溫度下密度相等，即放出氣體與盒內(nèi)氣體所留氣體的質(zhì)量比值Δmm＝ΔV答案：（1）1.14p0（2）711.利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)定容器內(nèi)液體的溫度，容器右側(cè)部分水銀壓強(qiáng)計(jì)的左管中有一段長(zhǎng)度為h＝10cm的水銀柱，水銀柱下密封一段長(zhǎng)為l＝4cm的空氣柱B。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)水銀壓強(qiáng)計(jì)的兩側(cè)水銀柱上端在同一水平面，這時(shí)容器內(nèi)液體的溫度為27℃，后來(lái)對(duì)液體加熱，通過(guò)向水銀壓強(qiáng)計(jì)右管中注入水銀，使左管水銀面仍在原來(lái)的位置，此時(shí)測(cè)得水銀壓強(qiáng)計(jì)左管中密封空氣柱B的長(zhǎng)度為l'＝3cm。已知外界大氣壓強(qiáng)為76cmHg，T＝t＋273K。求：（1）加熱后液體的溫度t；（2）向水銀壓強(qiáng)計(jì)右管中注入水銀的長(zhǎng)度。解析：（1）由題意知，B部分氣體發(fā)生等溫變化，則初始時(shí)pB＝p0＋（ph＋pl）＝（76＋10＋4）cmHg＝90cmHg根據(jù)玻意耳定律得pBlS＝pB'l'S解得pB'＝pBll'＝90×43這時(shí)A氣體壓強(qiáng)pA'＝pB'－ph＝110cmHgA氣體做等容變化，初始時(shí)，pA＝pB－ph＝80cmHg根據(jù)查理定律有pAT解得TA'＝pA'TApA＝110×(273+27t＝（412.5－273）℃＝139.5℃。（2）設(shè)最終右管水銀面比左管中水銀面高Δh，由題意知120cmHg＝76cmHg＋pΔh＋13cmHg解得pΔh＝31cmHg，即Δh＝31cm所以水銀壓強(qiáng)計(jì)右管注入水銀的長(zhǎng)度為Δh＋l－l'＝31cm＋4cm－3cm＝32cm。答案：（1）139.5℃（2）32cm第3節(jié)熱力學(xué)定律與能量守恒定律一、熱力學(xué)第一定律1.改變物體內(nèi)能的兩種方式（1）做功；（2）熱傳遞。2.熱力學(xué)第一定律（1）內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和。（2）表達(dá)式：ΔU＝Q＋W。3.ΔU＝W＋Q中的正、負(fù)號(hào)法則物理量WQΔU＋外界對(duì)物體做功物體吸收熱量?jī)?nèi)能增加－物體對(duì)外界做功物體放出熱量?jī)?nèi)能減少二、熱力學(xué)第二定律及微觀意義1.熱力學(xué)第二定律的兩種表述（1）克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。（2）開(kāi)爾文表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響?；虮硎鰹椤暗诙愑绖?dòng)機(jī)是不可能制成的”。2.用熵的概念表示熱力學(xué)第二定律在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減小。3.熱力學(xué)第二定律的微觀意義一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行。三、能量守恒定律和兩類永動(dòng)機(jī)1.能量守恒定律能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。2.兩類永動(dòng)機(jī)（1）第一類永動(dòng)機(jī)：不消耗任何能量，卻源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器。違背能量守恒定律，因此不可能實(shí)現(xiàn)。（2）第二類永動(dòng)機(jī)：從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)對(duì)外做功，而不引起其他變化的機(jī)器。違背熱力學(xué)第二定律，不可能實(shí)現(xiàn)。如圖，將一空的鋁制易拉罐開(kāi)口向下壓入恒溫游泳池的水中，則金屬罐在水中緩慢下降過(guò)程中，罐內(nèi)空氣（可視為理想氣體）（1）罐內(nèi)空氣內(nèi)能增大。（×）（2）分子間的平均距離減小。（√）（3）罐內(nèi)壁與氣體接觸處，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積的氣體分子數(shù)不變。（×）（4）罐內(nèi)氣體向外界放熱。（√）考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律[素養(yǎng)自修類]1.[熱力學(xué)第一定律的理解]（2023·江蘇姜堰高三月考）如圖所示為內(nèi)燃機(jī)的示意圖，其原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型就是一個(gè)汽缸活塞模型，活塞上部封閉一定質(zhì)量的理想氣體。如果活塞向上運(yùn)動(dòng)，關(guān)于內(nèi)部氣體（忽略與外界熱交換）的說(shuō)法正確的是（）A.體積減小，壓強(qiáng)不變，溫度升高B.外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增大C.體積減小，壓強(qiáng)增大，溫度不變D.氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能增大解析：B活塞向上運(yùn)動(dòng)，封閉氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可知W＋Q＝ΔU，Q＝0，所以內(nèi)能增大，氣體溫度升高，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有pVT＝C，可知?dú)怏w壓強(qiáng)增加。故選B2.[能量守恒定律的理解及應(yīng)用]木箱靜止于水平地面上，現(xiàn)在用一個(gè)80N的水平推力推動(dòng)木箱前進(jìn)10m，木箱受到地面的摩擦力為60N，則轉(zhuǎn)化為木箱與地面系統(tǒng)的內(nèi)能U和轉(zhuǎn)化為木箱的動(dòng)能Ek分別是（空氣阻力不計(jì)）（）A.U＝200J，Ek＝600J B.U＝600J，Ek＝200JC.U＝600J，Ek＝800J D.U＝800J，Ek＝200J解析：BU＝Ffx＝60×10J＝600J，Ek＝Fx－U＝80×10J－600J＝200J，選項(xiàng)B正確。1.對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解（1）做功和熱傳遞在改變系統(tǒng)內(nèi)能上是等效的。（2）做功過(guò)程是系統(tǒng)內(nèi)能與外界的其他形式能量之間的相互轉(zhuǎn)化。（3）熱傳遞過(guò)程是系統(tǒng)內(nèi)能與外界能量之間的轉(zhuǎn)移。2.熱力學(xué)第一定律的三種特殊情況（1）絕熱過(guò)程：Q＝0，W＝ΔU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加。（2）不做功的過(guò)程：W＝0，Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加。（3）內(nèi)能不變的過(guò)程：W＋Q＝0，即物體吸收的熱量全部用來(lái)對(duì)外做功，或外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量?？键c(diǎn)二熱力學(xué)第二定律的理解及應(yīng)用[素養(yǎng)自修類]1.[熱力學(xué)第二定律的理解]（2023·江蘇七市二模）如圖所示，兩種不同的金屬組成一個(gè)回路，接觸頭1置于熱水杯中，接觸頭2置于冷水杯中，此時(shí)回路中電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這是溫差電現(xiàn)象，假設(shè)此過(guò)程電流做功為W，接觸頭1從熱水中吸收的熱量為Q1，冷水從接觸頭2吸收的熱量為Q2，根據(jù)熱力學(xué)第二定律可得（）A.Q1＝W B.Q1＞W(wǎng)C.Q1＜Q2 D.Q1＋Q2＝W解析：B根據(jù)熱力學(xué)第二定律，不可能從單一熱源吸收熱量使之全部用來(lái)做功，而不產(chǎn)生其他影響；所以從熱水中吸收的熱量Q1應(yīng)該大于電流做的功W，即Q1＞W(wǎng)，根據(jù)能量守恒定律和熱力學(xué)第二定律，從熱水中吸收的熱量轉(zhuǎn)化成了兩部分，一部分是電能W，另一部分是冷水吸收的熱量Q2，故選B。2.[兩類永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)兩個(gè)定律的比較]關(guān)于兩類永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)的兩個(gè)定律，下列說(shuō)法不正確的是（）A.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了能量守恒定律B.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第二定律C.由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能D.由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱源吸收熱量，完全變成功也是可能的解析：C第一類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第二定律，A、B正確；由熱力學(xué)第一定律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝W＋Q可以等于0，C錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律可知D中現(xiàn)象是可能的，但會(huì)引起其他變化，D正確。1.在熱力學(xué)第二定律的表述中，“自發(fā)地”“不產(chǎn)生其他影響”的含義（1）“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量。（2）“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響。如吸熱、放熱、做功等。2.兩類永動(dòng)機(jī)的比較第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能不斷地對(duì)外做功的機(jī)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(jī)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(xué)第二定律，不可能制成考點(diǎn)三熱力學(xué)第一定律與氣體圖像的綜合應(yīng)用[素養(yǎng)自修類]1.[熱力學(xué)第一定律與氣體p－V圖像的綜合應(yīng)用]（2022·江蘇高考）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)歷a→b和a→c兩個(gè)過(guò)程，其中a→b為等溫過(guò)程，狀態(tài)b、c的體積相同，則（）A.狀態(tài)a的內(nèi)能大于狀態(tài)bB.狀態(tài)a的溫度高于狀態(tài)cC.a→c過(guò)程中氣體吸收熱量D.a→c過(guò)程中外界對(duì)氣體做正功解析：C由于a→b的過(guò)程為等溫過(guò)程，即狀態(tài)a和狀態(tài)b溫度相同，分子平均動(dòng)能相同，對(duì)于理想氣體，狀態(tài)a的內(nèi)能等于狀態(tài)b的內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；由于狀態(tài)b和狀態(tài)c體積相同，且pb＜pc，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pbVbTb＝pcVcTc可知Tb＜Tc，又因?yàn)門a＝Tb，所以Ta＜Tc，故B錯(cuò)誤；因?yàn)閍→c過(guò)程氣體體積增大，氣體對(duì)外界做正功，而氣體溫度升高，內(nèi)能增加，根據(jù)ΔU＝W＋2.[熱力學(xué)第一定律與氣體V－T圖像的綜合應(yīng)用]（2022·遼寧高考）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其體積V和熱力學(xué)溫度T變化圖像如圖所示，此過(guò)程中該系統(tǒng) （）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)能減少解析：A理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，體積增大，理想氣體對(duì)外界做正功，A正確；由題圖可知V＝V0＋kT，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程有pVT＝C，聯(lián)立有p＝Ck+V0T，可看出T增大，理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，溫度升高，內(nèi)能增大，D錯(cuò)誤；理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，由選項(xiàng)A、D可知，理想氣體對(duì)外界做正功且內(nèi)能增大，則根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w從外界吸收熱量，C錯(cuò)誤。3.[熱力學(xué)第一定律與氣體p－T圖像的綜合應(yīng)用]（2023·江蘇鎮(zhèn)江高三開(kāi)學(xué)考試）如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)N變化到狀態(tài)M過(guò)程的p－T圖線，則在此過(guò)程中（）A.氣體分子數(shù)密度增加 B.氣體對(duì)外做的功為零C.氣體的內(nèi)能保持不變 D.氣體一直從外界吸熱解析：B由圖像可知，p－T圖線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，則可知理想氣體從狀態(tài)N變化到狀態(tài)M過(guò)程為等容變化，且溫度逐漸降低，壓強(qiáng)逐漸減小。由于氣體的質(zhì)量不變，體積不變，則氣體分子數(shù)密度不變，故A錯(cuò)誤；氣體體積不變，則氣體對(duì)外做的功為零，故B正確；理想氣體從狀態(tài)N變化到狀態(tài)M過(guò)程，氣體溫度逐漸降低，則氣體內(nèi)能減小，由于氣體對(duì)外做功為零，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知，氣體一直對(duì)外界放熱，故C、D錯(cuò)誤。處理熱力學(xué)第一定律與氣體圖像的綜合問(wèn)題的思路（1）根據(jù)氣體圖像的特點(diǎn)判斷氣體的溫度、體積的變化情況，從而判斷氣體與外界的吸、放熱關(guān)系及做功關(guān)系。（2）在p－V圖像中，圖線與V軸圍成的面積表示氣體對(duì)外界或外界對(duì)氣體做的功。（3）結(jié)合熱力學(xué)第一定律判斷有關(guān)問(wèn)題?？键c(diǎn)四氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用[互動(dòng)共研類]求解氣體