習(xí)題課3　熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合 教學(xué)課件

物理第三章熱力學(xué)定律習(xí)題課3熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合01典題分類講練結(jié)合02分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)題型一熱力學(xué)第一定律與圖像的結(jié)合1．對熱力學(xué)第一定律的理解(1)內(nèi)能的變化都要用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行綜合分析。(2)做功情況看氣體的體積：體積增大，氣體對外做功，W為負(fù)；體積縮小，外界對氣體做功，W為正。(3)與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時(shí)Q＝0。(4)如果研究對象是理想氣體，因理想氣體忽略分子勢能，所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時(shí)，主要體現(xiàn)在分子動(dòng)能的變化上，從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化。2．三種特殊情況(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(nèi)能的增加；(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(nèi)能的增加；(3)若過程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)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?！纠?】

(多選)如圖所示，在p－T圖像中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了從狀態(tài)A到狀態(tài)B、再到狀態(tài)C，最后回到狀態(tài)A的過程，在該過程中，下列說法正確的(

)A．從A到B過程中，氣體對外做功B．從B到C過程中，氣體放出熱量C．從A到B過程和從C到A過程，氣體做功的絕對值相等D．從A到B再到C過程中，氣體內(nèi)能先增加后減少√√√從B到C過程中，是一條通過原點(diǎn)的直線，故體積不變，而溫度降低，氣體內(nèi)能減少，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w放出熱量，B正確；從A到B過程和從C到A過程，氣體體積變化相等，但兩個(gè)過程氣體壓強(qiáng)的平均值不同，因此兩個(gè)過程氣體做功絕對值不同，C錯(cuò)誤；由于從A到B再到C過程，氣體溫度先升高后降低，因此氣體內(nèi)能先增加后減小，D正確。[針對訓(xùn)練1]

(多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)發(fā)生變化，經(jīng)歷了從A→B→C→D→A的循環(huán)過程，則下列說法正確的是(

)A．氣體在狀態(tài)A的內(nèi)能比狀態(tài)B的內(nèi)能小B．從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體分子平均動(dòng)能增大C．從狀態(tài)D變化到狀態(tài)A的過程中，氣體一定放出熱量D．經(jīng)A→B→C→D→A整個(gè)過程，氣體對外做功√√從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，溫度降低，氣體分子平均動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤；從狀態(tài)D變化到狀態(tài)A的過程中，體積不變，不做功，溫度升高，內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體吸熱，故C錯(cuò)誤；圖像與橫軸圍成面積代表對氣體做的功,故經(jīng)A→B→C→D→A整個(gè)過程,圖像面積大于零，氣體對外做功，故D正確。題型二熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的結(jié)合[針對訓(xùn)練2]

(2021·江蘇淮安市高二月考)如圖所示，在絕熱汽缸內(nèi)，有一絕熱輕質(zhì)活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，開始時(shí)汽缸內(nèi)氣體溫度為27℃，封閉氣柱長9cm，活塞橫截面積S＝50cm2，現(xiàn)通過汽缸底部電阻絲給氣體加熱一段時(shí)間。此過程中氣體吸熱22J，穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?27℃。已知大氣壓強(qiáng)等于105Pa，求：(1)加熱后活塞到汽缸底端的距離；(2)此過程中氣體對外界做的功；(3)此過程中氣體內(nèi)能增量。(2)此過程中氣體對外做功W＝p0·ΔV＝105×(12－9)×50×10－6J＝15J；(3)根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可得內(nèi)能增量ΔU＝22J－15J＝7J。答案：(1)12cm

(2)15J

(3)7J題型三熱學(xué)綜合問題【例3】

(2021·江西高安中學(xué)高二月考)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p—V圖像如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27℃。則：(1)該氣體在狀態(tài)B、C時(shí)的溫度分別為多少攝氏度？(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱，還是放熱？傳遞的熱量是多少？[針對訓(xùn)練3]一定質(zhì)量的理想氣體的體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖像如圖所示,氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)pA＝p0，溫度TA＝T0，線段AB與V軸平行,BC的延長線過原點(diǎn)。求：(1)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，對外界做的功為15J，該過程中氣體吸收的熱量；(2)氣體在狀態(tài)C時(shí)的壓強(qiáng)pC和溫度TC。解析：(1)A狀態(tài)至B狀態(tài)過程是等溫變化，氣體內(nèi)能不變，即ΔU

＝0，氣體對外界做