第三章本章整合核心知識(shí)·整合構(gòu)建專項(xiàng)提升·綜合突破目錄索引 核心知識(shí)·整合構(gòu)建功內(nèi)能等效QW正負(fù)能量守恒定律自發(fā)地不可能功熱力學(xué)第二定律專項(xiàng)提升·綜合突破突破點(diǎn)一　熱力學(xué)第一定律與氣體圖像的綜合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.結(jié)合熱力學(xué)第一定律判斷有關(guān)問(wèn)題。3.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?！纠?】 (多選)(2023山東日照高二期末)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始,經(jīng)A→B、B→C、C→A三個(gè)過(guò)程后回到初始狀態(tài)A,其p-V圖像如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(　　)A.B→C過(guò)程中,氣體溫度先降低后升高B.B→C過(guò)程中,氣體內(nèi)能先增大后減小C.C→A過(guò)程中,外界對(duì)氣體做功400 JD.A→B→C→A一個(gè)循環(huán)過(guò)程中,氣體放出熱量200 JBC解析 B→C過(guò)程中,壓強(qiáng)與體積的乘積先增大后減小,根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程 =C,可知?dú)怏w溫度先升高后降低,故A錯(cuò)誤。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),B→C過(guò)程中,氣體溫度先升高后降低,則氣體內(nèi)能先增大后減小,故B正確。C→A過(guò)程中,外界對(duì)氣體做功,W1=pΔV1=2.0×105 ×(4-2)×10-3 J=400 J,故C正確。A→B過(guò)程中,氣體體積不變,外界對(duì)氣體不做功;B→C過(guò)程中,氣體體積增大,外界對(duì)氣體做負(fù)功, ×105×(2-4)×10-3 J=-600 J;則在A→B→C→A一個(gè)循環(huán)過(guò)程中,外界對(duì)氣體做功W=W1+W2=-200 J,而氣體內(nèi)能不變,則由熱力學(xué)第一定律可知,氣體吸收熱量200 J,故D錯(cuò)誤。突破點(diǎn)二　熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用解題基本思路 【例2】 如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)B。此過(guò)程中,氣體壓強(qiáng)p=1.0×105 Pa不變,吸收的熱量Q=7.0×102 J,求此過(guò)程中氣體內(nèi)能的增量。答案 5.0×102 J 對(duì)外做的功W=p(VB-VA)根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU=Q-W代入數(shù)據(jù)解得ΔU=5.0×102 J?！纠?】 如圖所示,豎直放置的圓柱形汽缸由上、下兩部分組成,上面部分橫截面積為4S,下面部分橫截面積為S,兩部分高度均為h。汽缸頂部與大氣連通,其余部分絕熱。有一質(zhì)量m= 的絕熱活塞放在汽缸的水平段MN、PO的墊片上,墊片體積、厚度均不計(jì)。一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在汽缸下面部分,初始時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)為0.5p0,溫度為T0,現(xiàn)用電熱絲對(duì)封閉氣體緩慢加熱。不計(jì)活塞厚度及其與汽缸之間的摩擦,活塞移動(dòng)時(shí)保持水平且與汽缸之間氣密性良好,大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g。(1)求活塞剛好與MN、PO的墊片分離時(shí)封閉氣體的溫度T1。(2)求當(dāng)活塞恰升至汽缸口時(shí)封閉氣體的溫度T2。(3)若從開始到活塞恰升至汽缸口的過(guò)程中,封閉氣體內(nèi)能增加量為ΔU,求電熱絲對(duì)氣體提供的熱量Q。解析 (1)當(dāng)活塞剛好離開MN、PO時(shí),對(duì)活塞受力分析有p0·4S+mg=p·4S(2)從活塞剛好離開MN、PO到恰升至汽缸口,活塞緩慢移動(dòng),始終處于平衡(3)全過(guò)程中,氣體對(duì)外做功W=pΔV=4pSh由熱力學(xué)第一定律ΔU=Q-W可得Q=ΔU+5p0Sh。

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