2025届高考物理二轮专题复习与测试模块六机械振动和机械波光学热学和近代物理专题十七热学.docVIP

专题十七热学

[专题复习定位]

1．能用分子动理论解释固体、液体和气体的微观结构及特点。

2．能用气体实验定律、热力学定律解释生产生活中的一些现象，解决某些实际问题。

命题点1气体实验定律和图像的结合

1．(2023·辽宁卷，T5)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p－T图像如图所示。该过程对应的p－V图像可能是(B)

解析：根据eq\f(pV,T)＝C可得p＝eq\f(C,V)T，从a到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，所以c状态的体积大于b状态体积。

2.(2024·江西卷，T13)可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经ABCDA完成循环过程，AB和CD均为等温过程，BC和DA均为等容过程。已知T1＝1200K，T2＝300K，气体在状态A的压强pA＝8.0×105Pa，体积V1＝1.0m3，气体在状态C的压强pC＝1.0×105Pa。求：

(1)气体在状态D的压强pD；

(2)气体在状态B的体积V2。

解析：(1)从D到A状态，根据查理定律

eq\f(pD,T2)＝eq\f(pA,T1)

解得pD＝2×105Pa。

(2)从C到D状态，根据玻意耳定律

pCV2＝pDV1

解得V2＝2.0m3。

答案：(1)2×105Pa(2)2.0m3

命题点2热力学定律和气体实验定律

3.(多选)(2024·新课标卷，T21)如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量)，2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是(AD)

A．1→2过程中，气体内能增加

B．2→3过程中，气体向外放热

C．3→4过程中，气体内能不变

D．4→1过程中，气体向外放热

解析：1→2为绝热过程，根据ΔU＝Q＋W可知此时气体体积减小，外界对气体做功，气体内能增加，故A正确；2→3为等压过程，根据盖-吕萨克定律可知气体体积增大时温度升高，内能增大，此时气体体积增大，气体对外界做功W0，故气体吸收热量，故B错误；3→4为绝热过程，此时气体体积增大，气体对外界做功W0，气体内能减小，故C错误；4→1为等容过程，根据查理定律可知压强减小时温度降低，故内能减小，由于体积不变W＝0，故可知气体向外放热，故D正确。

4．(多选)(2023·山东卷，T9)一定质量的理想气体，初始温度为300K，压强为1×105Pa。经等容过程，该气体吸收400J的热量后温度上升100K；若经等压过程，则需要吸收600J的热量才能使气体温度上升100K。下列说法正确的是(AD)

A．初始状态下，气体的体积为6L

B．等压过程中，气体对外做功400J

C．等压过程中，气体体积增加了原体积的eq\f(1,4)

D．两个过程中，气体的内能增加量都为400J

解析：令理想气体的初始状态的压强，体积和温度分别为p1＝p0，V1＝V0，T1＝300K，等容过程为状态二，有p2＝？，V2＝V1＝V0，T2＝400K，等压过程为状态三，有p3＝p0，V3＝？，T3＝400K，由理想气体状态方程可得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)＝eq\f(p3V3,T3)，解得p2＝eq\f(4,3)p0，V3＝eq\f(4,3)V0，则等压过程中气体体积增加了原体积的eq\f(1,3)，C错误；等容过程中气体做功为零，由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝400J，两个过程的初、末温度相同，即内能变化相同，因此内能增加量都为400J，D正确；等压过程中内能增加了400J，吸收热量为600J，由热力学第一定律可知气体对外做功为200J，即做功的大小W＝p0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)V0－V0))＝200J，解得V0＝6L，A正确，B错误。

5.(2024·湖北卷，T13)如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为T0，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升eq\f(1,5)h再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为ΔU＝CΔT，C为已知常量，大气压强恒为p0，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求：

(1)再次平衡时容器内气体的温度；