新高考物理三轮冲刺秘籍15 热力学定律 气体实验定律 气体图像 理想气体状态方程的综合应用（解析版）.doc

秘籍15热力学定律、气体实验定律、气体图像、理想气体状态方程

一、热力学定律

1.热力学第一定律的特殊情况

(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。

(2)若过程中不做功，则W＝0，Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。

(3)若过程的始、末状态物体的内能不变，则W＋Q＝0，即物体吸收的热量全部用来对外做功，或外界对物体做的功等于物体放出的热量。

2.热力学第一、第二定律的比较

热力学第一定律

热力学第二定律

定律揭示的问题

从能量守恒的角度揭示了功、热量和内能改变量三者的定量关系

自然界中出现的宏观过程是有方向性的

机械能和内能的转化

当摩擦力做功时，机械能可以全部转化为内能

内能不可能在不引起其他变化的情况下完全变成机械能

热量的传递

热量可以从高温物体自发传向低温物体

说明热量不能自发地从低温物体传向高温物体

两定律的关系

在热力学中，两者既相互独立，又互为补充，共同构成了热力学知识的理论基础

二、气体实验定律

两个重要的推论

（1）查理定律的推论:Δp=p1T

（2）盖-吕萨克定律的推论:ΔV=V1T

三、理想气体的常见图像

1．一定质量的气体不同图像的比较

类别

特点(其中C为常量)

举例

p-V

pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远

p-eq\f(1,V)

p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高

p-T

p＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，体积越小

V-T

V＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，压强越小

[注意]上表中各个常量“C”意义有所不同。可以根据pV＝nRT确定各个常量“C”的意义。

四、理想气体状态方程与气体实验定律的关系

p

【题型一】热力学定律

【典例1】（2024·北京丰台·一模）如图所示，一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B，下列说法正确的是（）

A．气体一定吸收热量 B．分子的平均动能减小

C．气体的内能可能减少 D．单位体积内的分子数增加

【答案】A

【详解】B．一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B，根据盖-吕萨克定律得

SKIPIF10

由于气体的体积增大，所以气体的温度升高，则分子的平均动能应该增大，故B错误；

C．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，由于温度升高，所以气体的内能增加，故C错误；

D．一定质量的理想气体，分子总数不变，由于体积增大，所以单位体积内的分子数应该减小，故D错误；

A．根据上述分析可知，外界对气体做的功W＜0，气体内能的增量?U＞0，根据热力学第一定律

SKIPIF10

可知，Q＞0，即气体一定吸收热量，故A正确。

故选A。

【典例2】在下列叙述中，正确的是（）

A．随着科技的发展，今后温度可以达到绝对零度

B．布朗运动就是液体分子的热运动

C．让一定质量的气体吸收热量，其内能可能减小

D．分子间的距离r存在某一值r0，此位置分子力为零。若rr0时，减小分子间距，分子势能将减小

【答案】C

【详解】A．根据热力学第三定律得知，绝对零度只能接近，不能达到，选项A错误。

B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是由于液体分子无规则地碰撞造成的，则布朗运动反映了液体中分子的无规则运动，选项B错误；

C．一定质量的理想气体从外界吸收热量，根据热力学第一定律分析得知，气体的内能不一定增大，还与气体的做功情况有关，其内能可能减小，选项C正确；

D．分子距离SKIPIF10时，分子力是斥力，随距离减小，分子力负功，分子势能增大，选项D错误。

故选C。

【典例3】①摩擦生热、②弹簧振子振动、③热传递和④气体自由膨胀，上述现象中能表明物理过程具有单向性的是（????）

A．①、②和③ B．②、③和④

C．①、②和④ D．①、③和④

【答案】D

【详解】热现象的物理过程具有单向性，故摩擦生热、热传递和气体自由膨胀均表明物理过程具有单向性。

故选D。

1．下列说法正确的是（????）

A．SKIPIF10射线、SKIPIF10射线和SKIPIF10射线是三种波长不同的电磁波

B．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒

C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先增大后减小

D．只要对物体进行不断的冷却，就可以把物体的温度降为绝对零度

【答案】B

【详解】A．SKIPIF10射线、SKIPIF10射线分别是高速氦原子核和高速电子流，SKIPIF10