第3章 热力学定律 章末综合提升-【优化探究】2025-2026学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案配套PPT课件（鲁科版）

章末综合提升 第3章　热力学定律 章末检测 内容索引 一、构建思维导图 热力学定律 热力学定律 二、归纳整合提升 1.做功、热传递与内能变化的关系 (1)做功与热传递的区别与联系 做功和热传递是改变物体内能的两种方式,它们在改变物体的内能上是等效的,但它们的本质不同。做功是其他形式的能和内能之间的转化,热传递则是物体间内能的转移。 (2)热力学第一定律 正确理解ΔU=W+Q的意义及符号含义是解决本类问题的关键。 ①外界对物体做功,W>0;物体对外做功,W<0。 ②物体从外界吸热,Q>0;物体放出热量,Q<0。 ③ΔU>0,则内能增加|ΔU|;ΔU<0,则内能减少|ΔU|。 2.能量守恒定律及应用 (1)能量守恒定律:能量既不会消失,也不会创生,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能量的总值保持不变。 能量守恒定律是自然界普遍适用的规律,不同形式的能可以相互转化。 (2)应用能量守恒定律解题的方法和步骤 ①认清有多少种形式的能(例如动能、势能、内能、电能、化学能、光能等)在相互转化。 ②分别写出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。 ③根据下列两种思路列出能量守恒方程:ΔE减=ΔE增。 a.某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等。 b.某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量与增加量一定相等。 ④解方程,代入数据,计算结果。 3.热力学第二定律的应用 (1)热力学第二定律的两种表述 ①按照热传递的方向性表述为:热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,这是热力学第二定律的克劳修斯表述。 ②按照机械能与内能转化的方向性表述为:不可能从单一热源吸收热量,使之完全用来做功而不引起其他变化。这是热力学第二定律的开尔文表述。 (2)熵增加原理 ①一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。 ②用熵来表示热力学第二定律:在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小。 (3)在整个自然界中,无论有无生命,所有宏观的自发过程都具有单向性,都是不可逆过程。如河水向下游流,重物向下落,房屋由新到旧直至倒塌,人要从婴儿到老年直至死亡等。 三、经典例题体验 [典例1]　当把打足气的车胎内的气体迅速放出时,会发现车胎气嘴处的温度明显降低,则在这个过程中(　　) A.气体对外做功,同时向外散发热量 B.气体对外做功,车胎内气体温度降低,从外界吸热 C.外界对车胎内气体做功,车胎内气体向外传递热量 D.外界对车胎内气体做功,同时向车胎内气体传递热量 B [解析]　气体迅速放出时短时间内认为Q=0,气体体积膨胀对外做功,W<0,所以ΔU<0,温度降低;因为车胎内温度低于环境温度,所以从外界吸热,故正确答案为B。 [典例2]　(多选)一定质量的理想气体自状态A经状态C变化到状态B。这一过程的V-T图像表示如图所示,则(　　) A.在过程A→C中,外界对气体做功,内能不变 B.在过程C→B中,外界对气体做功,内能增加 C.在过程A→C中,气体压强不断变大 D.在过程C→B中,气体压强不断减小 AC [解析]　由图像可知,A→C过程气体体积变小,外界对气体做功,温度不变,气体内能不变,由=C知气体压强不断变大;C→B过程气体体积不变,气体不做功,温度升高,气体内能增加,显然气体从外界吸热,由=C知气体压强不断增大,故A、C正确。 [典例3]　一定质量的理想气体从外界吸收了4.2×105 J的热量,同时气体对外做了6×105 J的功,问: (1)气体的内能是增加还是减少?变化量是多少? (2)分子的平均动能是增加还是减少? [答案]　(1)减少　1.8×105 J　(2)减少 [解析]　(1)气体从外界吸收的热量Q=4.2×105 J,气体对外做的功W=-6×105 J,由热力学第一定律得ΔU=W+Q=(-6×105 J)+(4.2×105 J)=-1.8×105 J。ΔU为负,说明气体的内能减少了。所以气体内能减少了1.8×105 J。 (2)因为气体内能减少,所以气体温度降低,分子平均动能减少。 [典例4]　在近地的高空中,雨滴几乎是匀速下落的,设在此过程中所产生的热量有30%被雨滴吸收,求雨滴在近地下落40 m前、后的温度差。[已知c=4.2×103 J/(kg·℃),g取10 m/s2] [答案]　升高0.03 ℃ [解析]　设雨滴的质量为m,因为雨滴匀速下落,所以雨滴重力势能的减少量等于雨滴克服阻力所做的功 雨滴重力势能的减少量W=mgh=400m (J) 转化成的雨滴内能为 Q=W·η=400m×30% (J)=120m (J) 由Q=cmΔt得:Δt=≈0.03 ℃。 归纳总结 应用能量守恒定律解决问题时,首先应明确有哪几种能量参与转化或转移,哪些能量增加,哪些能量减少,然后利用守恒的观点列出方程求解。 [典例5]　(多选)下面关于热力学第二定律的说法中正确的是(　　) A.从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律 B.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行 C.有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行,有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行 D.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小 AD [解析]　系统的热力学过程就是大量分子无序运动状态的变化,从微观角度看,热力学第二定律是一个统计规律,所以A对;热力学第二定律的微观意义是“一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行”,所以B、C均错;D项是在引入熵之后对热力学第二定律微观意义的描述,所以D对。 [典例6]　炎炎夏日,两位同学在充满凉意的空调室内,就空调机的工作过程是否遵循热力学第二定律的问题发生了争论。 甲同学说:空调机工作时,不断地把热量从室内传到室外,即从低温物体传到高温物体,可见它并不遵循热力学第二定律。 乙同学说:热力学第二定律是热力学系统的普遍规律,空调机的工作过程不可能违背它。 两人各执一词,都无法使对方信服。请你对他们的论点作出评价。 [答案]　空调机工作时,热量是由低温物体传递到高温物体,但不是自发的,要有压缩机工作,产生了其他影响,所以不违背热力学第二定律,乙同学的观点正确。 章末检测(三)　热力学定律 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.下列关于物体内能变化的说法,正确的是(　　) A.一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变 B.一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加 C.一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加 D.一定质量的物体在体积保持不变的过程中,内能一定不变 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:晶体在熔化过程中要吸热,却没有对外做功,内能增加,A错误;一定质量的气体在体积膨胀过程中,可能吸热,可能放热,但一定对外做功,由ΔU=Q+W不能确定ΔU,B错误;物体热膨胀过程一定是吸收了热量,对外做功不一定小于吸收的热量,内能不一定增加,C正确;物体体积不变,温度可能改变,内能随之变化,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 2.如图所示,气缸内盛有一定质量的理想气体,气缸壁是导热的,缸外环境保持恒温,活塞与气缸的接触是光滑的,但不漏气。现将活塞杆与外界连接使其缓慢向右移动,这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。若已知理想气体的内能只与温度有关,则下列说法正确的是(　　) A.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,因此此 过程违背热力学第二定律 B.气体是从单一热源吸热,但并未全用来对外做功, 所以此过程不违背热力学第二定律 C.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,但此过程不违背热力学第二定律 D.以上三种说法都不对 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:气体等温膨胀并通过杆对外做功,由于气体等温,所以内能不变,对外做功,则要吸收热量,即气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,但此过程不违背热力学第二定律,因为此过程产生了其他影响,所以没有违背热力学第二定律。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 3.下列说法不正确的是(　　) A.在绝热条件下压缩气体,气体的内能一定增加 B.一定质量理想气体对外做功,内能不一定减少,但密度一定减小 C.对于一定量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热 D.第二类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:绝热条件下压缩气体,根据热力学第一定律可知ΔU=W+Q>0,即内能增加,故A正确;一定质量理想气体对外做功,若气体吸收热量,则内能不一定减少,由于气体的体积增大,所以密度一定减小,故B正确;对于一定量的理想气体,如果压强不变,当体积增大时,气体对外做功,而温度升高,内能增大,根据热力学第一定律可知,它一定从外界吸热,故C正确;第二类永动机不可能制成是因为它违背了热力学第二定律,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 4.景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,艾绒即可点燃。对筒内封闭的气体,在此压缩过程中 (　　) A.气体温度升高,压强不变 B.气体温度升高,压强变大 C.气体对外界做正功,气体内能增加 D.外界对气体做正功,气体内能减少 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:对封闭气体,猛推推杆压缩过程中,外界对气体做正功,时间极短,热传递不计,即Q=0,由ΔU=W+Q可知内能增大,温度升高,体积减小,所以气体压强变大,故B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 5.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由气缸和活塞组成。开箱时,密闭于气缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图所示。在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间的相互作用,则缸内气体(　　) A.对外做正功,分子的平均动能减小 B.对外做正功,内能增大 C.对外做负功,分子的平均动能增大 D.对外做负功,内能减小 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:气体膨胀对外做正功,而缸内气体与外界无热交换,由热力学第一定律知,其内能一定减小,温度降低,故分子的平均动能减小,A正确,B、C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 6.带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a;然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c。b、c状态温度相同,如图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac,则(　　) A.pb>pc,Qab>Qac　　　　　 B.pb>pc,Qab<Qac C.pb<pc,Qab>Qac D.pb<pc,Qab<Qac C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:由V=T可知V-T图线的斜率越大,压强p越小,故pb<pc;由热力学第一定律有:ΔU=W+Q,因Tb=Tc,所以ΔUab=ΔUac,而Wab<0,Wac=0,故Qab>Qac,故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 7.如图所示,厚壁容器的一端通过胶塞插进一支 灵敏温度计和一根气针,另一端有个用卡子卡住 的可移动胶塞,用打气筒通过气针慢慢向容器内 打气,使容器内的压强增大到一定程度,这时读出 温度计示数。打开卡子,胶塞冲出容器口后(　　) A.温度计示数变大,实验表明气体对外界做功,内能减少 B.温度计示数变大,实验表明外界对气体做功,内能增加 C.温度计示数变小,实验表明气体对外界做功,内能减少 D.温度计示数变小,实验表明外界对气体做功,内能增加 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:胶塞冲出容器口后,气体膨胀,对外做功,W<0。由于没时间进行热传递,即Q=0,由ΔU=W+Q可知内能减少,所以温度降低,故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 8.如图所示,密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计。置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)。现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程(　　) A.Ep全部转换为气体的内能 B.Ep一部分转换成活塞的重力势能,其余部分 仍为弹簧的弹性势能 C.Ep全部转换成活塞的重力势能和气体的内能 D.Ep一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换 为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:以活塞为研究对象,设气体压强为p1,活塞质量为m,截面积为S,末态时压强为p2,初态F弹>mg+p1S,由题意可得末态位置必须高于初态位置,否则不能平衡,则有ΔU=W(绝热)。W为正,ΔU必为正,温度升高,内能增加,活塞重力势能增加,末态时,由力的平衡条件知F弹'=mg+p2S,仍然具有一部分弹性势能,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。 9.电冰箱的制冷设备是用机械的方式制造的人工低温的装置,压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内、外的管道中不断循环,实现制冷作用。下列说法中正确的是(　　) A.打开冰箱门让压缩机一直工作,可使室内温度逐渐降低 B.在电冰箱的内管道中,制冷剂迅速膨胀并吸收热量 C.在电冰箱的外管道中,制冷剂被剧烈压缩放出热量 D.电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律 BC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:电冰箱工作过程中,消耗电能的同时部分电能转化为内能,故室内温度不可能降低,选项A错误;制冷剂在内管道膨胀吸热,在外管道被压缩放热,选项B、C正确;电冰箱的工作原理并不违背热力学第二定律,选项D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 10.我国航天员漫步太空已成为现实。飞船在航天员出舱前先要“减压”,在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”,因此将此设施专门做成了飞船的一个舱,叫“气闸舱”,其原理如图所示。两个相通的舱A、B间装有阀门K。指令舱A中充满气体,气闸舱B内为真空,整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后,A中的气体进入B中,最终达到平衡。若将此气体近似看成理想气体,则(　　) A.气体体积膨胀,对外做功 B.气体分子势能减小,内能增加 C.气体体积变大,温度不变 D.B中气体不可能自发地全部退回到A中 CD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:当阀门K被打开时,A中的气体进入B中,由于B中为真空,所以气体体积膨胀,对外不做功,故A错误;又因为系统与外界无热交换,所以气体内能不变,则气体的温度也不变,B错误,C正确;由热力学第二定律知,真空中气体膨胀具有方向性,在无外界作用时,B中气体不能自发地全部退回到A中,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 11.如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-T图中从a到b的直线所示。在此过程中(　　) A.气体的体积减小 B.气体对外界做功 C.气体的内能不变 D.气体先从外界吸收热量,后向外界放出热量 AC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:由题图可知,由a到b过程气体温度保持不变,则气体内能不变,ΔU=0,故C正确;而气体压强p增大,由玻意耳定律pV=C可知,气体体积V减小,故A正确;气体体积减小,外界对气体做功,W>0,故B错误;由热力学第一定律ΔU=W+Q可知Q=ΔU-W=-W<0,气体向外界放出热量,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 12.如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①②③④到达状态e。对此气体,下列说法正确的是(　　) A.过程①中气体的压强逐渐减小 B.过程②中气体对外界做正功 C.过程④中气体从外界吸收了热量 D.状态c、d的内能相等 BD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:过程①中,气体由a到b,体积V不变、T升高,则压强增大,A错误;过程②中,气体由b到c,体积V变大,对外界做正功,B正确;过程④中,气体由d到e,温度T降低,内能ΔU减小,体积V不变,气体不做功,根据热力学第一定律ΔU=Q+W得Q<0,即气体放出热量,C错误;状态c、d温度相同,所以内能相等,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 三、非选择题:本题共6小题,共60分。 13.(6分)如图所示,根据制冷机的工作原理,试分析每个工作过程中工作物质的内能改变情况和引起改变的物理过程: (1)工作物质的内能　　　　,是　　　　的过程。  (2)工作物质的内能　　　　,是　　　　的过程。  (3)工作物质的内能　　　　,是　　　　的过程。  增加 做功 减少　 放热 增加　 吸热 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:(1)压缩气体,对气体做功,内能增加。 (2)气体液化要放出热量,内能减少。 (3)工作物质的汽化过程,需吸收热量,内能增加。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 14.(8分)质量一定的某种物质,在压强不变的条件下,由液态Ⅰ到气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化关系如图所示。单位时间所吸收的热量可看作不变。 (1)以下说法正确的是　　　　。  A.在区间Ⅱ,物质的内能不变 B.在区间Ⅲ,分子间的势能不变 C.从区间Ⅰ到区间Ⅲ,物质的熵增加 D.在区间Ⅰ,物质分子的平均动能随着时间的增加而增大 (2)在区间Ⅲ,若将压强不变的条件改为体积不变,则温度升高　　　　(选填“变快”“变慢”或“快慢不变”),请说明理由　 　 。 BCD 变快 理由见解析 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:(2)根据热力学第一定律ΔU=Q+W,理想气体的状态方程=C可知,在吸收相同的热量Q时,压强不变的条件下,V增加,W<0,ΔU1=Q+W<Q;体积不变的条件下,W=0,ΔU2=Q,所以ΔU1<ΔU2,体积不变的条件下温度升高变快。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 15.(10分)在一个标准大气压下,水在沸腾时,1 g的水由液态变成同温度的水汽,其体积由1.043 cm3变成1 676 cm3。已知水的汽化热为2 263.8 J/g,标准大气压为1.013×105 Pa,求: (1)体积膨胀时气体对外界做的功W; (2)气体吸收的热量Q; (3)气体增加的内能ΔU。 答案:(1)169.7 J　(2)2 263.8 J　(3)2 094.1 J 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:(1)气体在等压(大气压)下膨胀对外做的功 W=p(V2-V1)=1.013×105×(1 676-1.043)×10-6 J≈169.7 J。 (2)气体吸收的热量Q=1×2 263.8 J=2 263.8 J。 (3)根据热力学第一定律得 ΔU=(-W)+Q=(-169.7) J+2 263.8 J=2 094.1 J。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 16.(10分)如图所示,p-V图中一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时,从外界吸收热量420 J,同时膨胀对外做功300 J。当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时,外界压缩气体做功200 J,求此过程中气体吸收或放出的热量是多少。   答案:放出320 J的热量 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时,从外界吸收的热量大于气体膨胀对外界做的功,气体内能增加,由热力学第一定律可知,气体内能的增加量为ΔU=Q1+W1=420 J+(-300) J=120 J。 气体由状态B经过程Ⅱ回到状态A时,气体内能将减少120 J, 而此过程中外界又压缩气体做了W2=200 J的功,因而气体 必须向外界放热,Q2=ΔU'-W2=(-120)J-200 J=-320 J。 即此过程中气体放出的热量是320 J。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 17.(12分)如图所示为一气缸内封闭的一定质量的气体的p-V图线,当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时,有热量335 J传入系统,系统对外界做功126 J。  (1)若沿a→d→b过程,系统对外做功42 J,则有多少热量 传入系统? (2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时,外界对系统 做功84 J,则系统是吸热还是放热?热量传递是多少? 答案:(1)251 J　(2)放热　293 J 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:(1)由热力学第一定律可得a→c→b过程系统增加的内能ΔU=W+Q=(-126+335) J=209 J,由a→d→b过程有ΔU=W'+Q' 得Q'=ΔU-W'=[209-(-42)] J=251 J,即有251 J的热量传入系统。 (2)由题意知系统由b→a过程内能的增量 ΔU'=-ΔU=-209 J 根据热力学第一定律有 Q″=ΔU'-W″=(-209-84) J=-293 J 负号说明系统放出热量,热量传递为293 J。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 18.(14分)如图所示,内壁光滑且长为L=50 cm的绝热气缸固定在水平面上,气缸内用横截面积为S=100 cm2的绝热活塞封闭有温度为t0=27 ℃的一定质量的理想气体,开始时处于静止状态的活塞位于距左侧缸底l=30 cm 处。现用电热丝对封闭的理想气体加热,使活塞缓慢向右移动。(已知大气压强为p0=1.0×105 Pa) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 (1)试计算当温度升高到t=377 ℃时,缸内封闭气体的压强p; (2)若气缸内电热丝的电阻R=100 Ω,加热时电热丝中的电流为I=0.2 A,在此变化过程中共持续了t'=300 s,不计电热丝由于温度升高而吸收的热量,试计算气体增加的内能ΔU。 答案:(1)1.3×105 Pa　(2)1 000 J 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 解析:(1)设封闭气体刚开始的温度为T1,压强为p0,当活塞恰好移动到气缸口时,封闭气体的温度为T2,则T1=(27+273) K=300 K,封闭气体发生等压变化,根据盖—吕萨克定律可得:= 解得:T2=500 K,即t2=227 ℃ 由于227 ℃<377 ℃,所以气体发生等压变化之后再发生等容变化。 设当温度达到T3=(377+273) K=650 K时,根据查理定律可得:= 代入数据解得:p=1.3×105 Pa。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 16 17 18 (2)根据热力学第一定律可得:ΔU=W+Q 外界对气体做的功为:W=p0S(l-L) 封闭气体共吸收的热量为:Q=I2Rt' 解得:ΔU=1 000 J。 $$