3.2 热力学第一定律（高效培优讲义）物理人教版选择性必修第三册

2.热力学第一定律 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 热力学第一定律 1 题型2 热力学第一定律的应用 3 【能力培优练】 6 【链接高考】 11 【重难题型讲解】 题型1 热力学第一定律 1、改变内能的两种方式：做功与传热，两者对改变系统的内能是等价的。 2、热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。 ★特别提醒 热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系，此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。 3、热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W。 4、对公式△U=Q+W符号的规定 符号 W Q △U + 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加 - 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少 5、符号法则 （1）物体吸热→Q取正；物体放热→Q取负。 （2）物体对外界做功，W取负；外界对物体做功，W取正。 （3）物体内能增加，△U取正；物体内能减小，△U取负。 【探究归纳】内能变化等于外界做功与吸收热量之和，表达式ΔU=W+Q。 【典例1-1】下列说法错误的是（　　） A．水的饱和汽压与水面的大气压强无关，但与水的温度有关 B．物理性质表现为各向同性的固体，可能是晶体也可能是非晶体 C．系统的内能增量等于外界向它传递的热量与它对外界做的功的和 D．一定质量的理想气体，温度升高，压强不变，则单位时间撞到单位面积上的分子数减少 【典例1-2】（多选）对于一定质量的气体，下列说法正确的是（　　） A．气体的体积是所有气体分子的体积之和 B．气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈 C．温度不变，体积减小，单位时间内与单位器壁面积碰撞的分子数变多 D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减小 跟踪训练1关于物体内能的改变，下列说法正确的是（　　） A．外界对物体做功，物体的内能一定增加 B．物体吸收热量，它的内能一定增加 C．物体放出热量，它的内能一定减少 D．改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递 跟踪训练2（多选）炎炎夏日，某同学把封闭有少量空气的膨化食品包装袋放入冰箱的冷藏室，若包装袋不漏气，冰箱内、外气压相等且不变，包装袋内的空气可视为理想气体，则经过一段时间后（　　） A．包装袋内空气的内能减少 B．包装袋内的空气对外做正功 C．包装袋内空气的所有分子的动能都减小 D．单位面积上包装袋内所受到的平均作用力不变 跟踪训练3某科技实验小组设计了一个测量形状不规则物体体积的方法，如图所示，首先将横截面积为S的柱形汽缸开口向上竖直放置，将待测物品放于汽缸内，再用一个下表面平整、质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，稳定时活塞与汽缸底部距离为，汽缸内气体温度为；当把汽缸内气体温度缓慢升高到时，活塞与汽缸底部距离为。已知大气压强，当地重力加速度为g，不计活塞与汽缸壁间的摩擦。 (1)求待测物品的体积； (2)已知封闭气体的内能随热力学温度变化的关系为，k为常数，大气压强保持不变，求在该过程中封闭气体所吸收的热量Q。 题型2 热力学第一定律的应用 1、热力学第一定律的应用 （1）W的正负：外界对系统做功时，W取正值；系统对外界做功时，W取负值。 （2）Q的正负：外界对系统传递的热量Q取正值；系统向外界传递的热量Q取负值。 2、气体状态变化的几种特殊情况 (1)绝热过程：Q＝0，则ΔU＝W，系统内能的增加(或减少)量等于外界对系统(或物体对外界)做的功。 (2)等容过程：W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量(或减少量)等于系统从外界吸收(或系统向外界放出)的热量。 (3)等温过程：始末状态一定质量理想气体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对系统做的功等于系统放出的热量(或系统吸收的热量等于系统对外界做的功)． ★特别提醒 （1）应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。 （2）应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据。对结果的正、负也同样依照规则来解释其意义。 3、判断气体是否做功的方法 一般情况下看气体的体积是否变化。 ①若气体体积增大，表明气体对外界做功，W<0。 ②若气体体积减小，表明外界对气体做功，W>0。 4、应用热力学第一定律解题的一般步骤 (1)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正负。 (2)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量。 (3)再根据未知量结果的正负来确定吸放热情况、做功情况或内能变化情况。 5、热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合 （1）热力学图像包括p-V、p-T、V-T等，这些图像问题是气体状态变化的一类问题。 （2）对于热力学图像问题，如果涉及到热力学第一定律的应用，就可以称为热力学第一定律的图像问题。 【探究归纳】结合气体做功、吸放热与内能变化的关系，分析各类热力学过程的能量转化与转移规律。 【典例2-1】近年我国部分省市受极端天气影响，造成人民群众生命危险和财产损失。洪涝灾害时，可利用圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救，如图（a）所示。将盆用力F向下迅速竖直压入水面，如图（b）所示。设盆内气体可以视为理想气体，盆内气体压缩过程中与外界无热量交换。关于此过程说法正确的是（ ） A．气体对外界做功 B．气体压强与体积成反比 C．封闭气体分子的平均动能增大 D．气体内能保持不变 【典例2-2】（多选）一定质量的理想气体，初始温度为300K，压强为。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，需要吸收600 J的热量才能使气体温度上升100K。下列说法正确的是（　　） A．初始状态下，气体的体积为8L 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2L D．两个过程中，气体的内能增加量都为400J 【典例2-3】如图所示，在水平面上竖直放置一上端开口的圆柱形气缸，横截面积为S的轻质活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸内。初始时气缸内气体的温度为T1，在活塞上放置质量为m的物块，活塞平衡时气缸内气柱长度为L1。当气缸内气体从外界吸收一定热量，活塞缓慢上升h再次平衡，此过程气体内能的变化量为∆U。忽略活塞与气缸内壁的摩擦，所有温度为热力学温度，已知大气压强恒为p0，重力加速度为g。求： (1)活塞再次平衡时气体的温度T2； (2)气体从外界吸收的热量Q。 跟踪训练1水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门打开，水即从枪口喷出。已知王同学的水枪储水罐总容积为，初始时罐内气体体积为，气体压强为，他喷出了的水，不计水的蒸发和泄漏，也不计罐内气体的泄漏，罐内气体可视为理想气体且温度始终保持不变。则（    ） A．在水不断喷出的过程中罐内气体内能不断减少 B．在水不断喷出的过程中罐内气体向外界放热 C．王同学喷出的水时，罐内气体的压强为 D．在水不断喷出的过程中每个气体分子的速率都不变 跟踪训练2（多选）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如T-V图上的两条线段所示，则气体在（　　） A．状态a处的压强小于状态c处的压强 B．由a变化到b的过程中，气体对外做功 C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变 D．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量大于其增加的内能 跟踪训练3一定质量的理想气体的图像如图所示，点坐标为，点坐标为，点坐标为，气体在状态时的热力学温度，求： (1)气体在状态时的热力学温度； (2)气体从状态到状态对外做的功。 【能力培优练】 1．宋代诗人杜耒有诗云“寒夜客来茶当酒，竹炉汤沸火初红”。关于泡茶中物理现象，下列说法正确的是（    ） A．茶叶在水中的舒展过程是布朗运动的表现 B．放入茶叶后，水的颜色变深，是扩散现象 C．茶水降温过程中，杯内水的内能保持不变 D．茶水降温过程中，每个水分子的动能均减小 2．上课过程中，教室内环境温度升高，压强不变，气体可看成理想气体，对教室内气体说法正确的是（　　） A．分子的平均动能增大 B．分子间距变大，分子势能增大 C．对外界做功，向外界放热 D．单位时间内碰撞单位面积的分子数增多 3．夏天天气炎热，给自行车轮胎快速打气后，轮胎外壁明显变热，下列说法正确的是（　　） A．轮胎变热主要是因为外界气温高，气体从外界吸热 B．轮胎变热主要是因为打气筒活塞与筒壁的摩擦生热 C．打气时外界对气体做功，胎内气体内能增大，温度升高 D．打气时气体体积被压缩，分子平均动能减小 4．如图所示，内有理想气体的绝热刚性容器处于真空中，器壁上开有小孔，当孔径远小于气体分子间碰撞的平均距离时，高速分子更易从小孔逃逸，发生“泻流”现象。一段时间后，下列说法正确的是（　　） A．容器内气体温度降低 B．容器内气体温度不变 C．由于容器绝热，容器内气体内能不变 D．由于气体对外做功，容器内气体内能减少 5．《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》规定：不得连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟。长时间行车不仅驾驶员会疲劳，而且汽车轮胎与地面摩擦会使轮胎变热，有安全隐患。一辆汽车行驶4小时后轮胎变热，轮胎内气体温度升高，设此过程中轮胎体积不变且没有气体泄漏，胎内气体可视为理想气体，该段时间内下列说法正确的是（　　） A．外界对轮胎内气体做正功 B．轮胎内气体分子的平均动能增大，气体压强减小 C．轮胎内气体向外界释放热量，其内能减小 D．速率大区间的分子数增多，轮胎内气体分子平均速率增大 6．我国“奋斗者”号潜水器开展深海科考，在海深h1处采集样品，并将样品密封在导热良好的金属采样管中，密封后管内留有一段空气柱，其压强、温度均与采样处相等。在采样管缓慢上升过程中，管内空气体积不变，且可视为理想气体。已知海面大气压强为p0，海底水温为T1，海面水温为T2，海水温度随深度增大而降低。下列说法正确的是（　　） A．采样管在海底时，管内空气的压强等于p0 B．采样管到达海面时，管内空气的压强为 C．在采样管上升过程中，管内空气内能保持不变 D．在采样管上升过程中，管内空气从外界吸收的热量等于其内能增加量 7．如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态和。下列说法正确的是（    ） A．和状态，理想气体的温度相等 B．到状态，外界对理想气体做功 C．到状态，理想气体向外界放热 D．到状态，理想气体的分子平均动能逐渐变小 8．一定质量的理想气体从状态a开始，经过一个循环a→b→c→a，最后回到初始状态a，其图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a→b过程，气体温度不变 B．b→c过程，气体温度不变 C．c→a过程，气体温度降低，并且向外界放出热量 D．在一个循环a→b→c→a过程中，气体吸收的热量等于放出的热量 9．（多选）对非理想气体，下列说法正确的是（　　） A．气体分子的重力势能是气体内能的一部分 B．气体分子热运动的动能是气体内能的一部分 C．分子之间相互作用的势能是气体内能的一部分 D．气体体积变化时，其内能可能不变 10．（多选）如图所示，健身球是一种内部充满气体的健身辅助器材，已知球内的气体可视为理想气体，当人体压向健身球时球内气体体积缓慢变小。则人体压向健身球的过程中，下列说法正确的是（　　） A．球内气体单位时间对球的撞击次数增多 B．球内气体压强不变 C．球内每个气体分子的动能都不变 D．球内气体对外放热 11．（多选）100℃水完全变成100℃水蒸气，正确的是（　　） A．水分子动能增大 B．水分子势能增大 C．增加的内能小于吸收的热能 D．增加的内能等于吸收的热能 12．（多选）一定质量的理想气体由a状态开始，经历a→b→c→a过程，其图像如图，ab的延长线过坐标原点O，bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，a→b过程中气体向外界放出的热量为Q。下列说法正确的是（　　） A．气体在a状态下单位时间内对单位面积器壁的冲量小于在c状态下的冲量 B．a→b过程中气体内能变化量的绝对值小于Q C．b→c过程中气体从外界吸收的热量为 D．a→b→c→a整个过程中气体对外界做功 13．（多选）如图所示，一定质量的理想气体经完成循环过程，与纵轴平行，与横轴平行，其中过程为等温过程。关于该循环过程，下列说法正确的是（　　） A．过程中，气体内能减少 B．过程中，单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数减少 C．状态的体积和压强满足 D．过程中，气体从外界吸收热量 14．如图所示、一定质量的理想气体从状态a开始经a→b，b→c，c→a三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，气体在状态a的压强为、体积为，在状态b的体积为、温度为，在状态c的温度为，求： (1)气体在状态b的压强p； (2)气体在状态c的体积V； (3)从状态b到状态c，外界对气体做的功W。 15．一定质量的理想气体的图像如图所示，A点坐标为，B点坐标为，C点坐标为，气体在A状态时的热力学温度，求： (1)气体在C状态时的热力学温度； (2)气体从A状态到C状态对外做的功W。 16．（2026·四川广安·二模）如图所示为一玩具小车上测量加速度的装置示意图，横截面积为、足够长、导热性能良好的薄壁容器固定在水平小车上，容器内有一质量的活塞，小车静止时恰好封闭一段长度的理想气体。某次测试中小车向右匀加速运动，稳定后活塞封闭的气体压强为、长度，已知初始环境温度为，大气压强，不计一切摩擦阻力。 (1)求封闭气体压强和小车匀加速运动的加速度大小； (2)保持活塞封闭气体的压强不变，环境温度由缓慢降低至的过程中，测得封闭气体向外界放出的热量为，求此过程封闭气体内能变化量。 【链接高考】 1．（2025·天津·高考真题）如图所示，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态A变化到状态C，则（　　） A．和过程，外界对气体做功相同 B．和过程，气体放出的热量相同 C．在状态A时和在状态C时，气体的内能相同 D．在状态B时和在状态D时，气体分子热运动的平均动能相同 2．（2025·重庆·高考真题）易碎物品运输中常采用缓冲气袋减小运输中冲击。若某次撞击过程中，气袋被压缩（无破损），不计袋内气体与外界的热交换，则该过程中袋内气体（视为理想气体）（　　） A．分子热运动的平均动能增加 B．内能减小 C．压强减小 D．对外界做正功 3．（2025·贵州·高考真题）如图，在固定的绝热气缸中固定一多孔塞，其两侧各有一绝热活塞。开始时，多孔塞左侧有一定质量的理想气体，其状态参量为，内能为，右侧活塞紧靠多孔塞。在外力作用下，左侧气体在压强不变的条件下缓慢通过多孔塞流向右侧，右侧气体压强因外力作用始终为。当气体全部流入右侧后，其状态参量为，内能为。已知，不计活塞与气缸间的摩擦，装置密闭性良好，则（　　） A．整个过程中左侧活塞对气缸中气体做功为 B．整个过程中气缸中气体对右侧活塞做功为 C． D． 4．（2025·甘肃·高考真题）如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关，且随温度升高而增大。下列说法正确的是（   ） A．A→B过程为吸热过程 B．B→C过程为吸热过程 C．状态A压强比状态B的小 D．状态A内能比状态C的小 5．（2025·浙江·高考真题）“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时，医生将开口面积为S的玻璃罐加热，使罐内空气温度升至，然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上（状态1）。待罐内空气自然冷却至室温，玻璃罐便紧贴在皮肤上（状态2）。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量。已知，，。忽略皮肤的形变，大气压强。求： (1)状态2时罐内气体的压强； (2)状态1到状态2罐内气体内能的变化； (3)状态2时皮肤受到的吸力大小。 6．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）某种卡车轮胎的标准胎压范围为。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度为时，体积和压强分别为、；当胎内气体温度升高到为时，体积增大到为，气体可视为理想气体。 (1)求此时胎内气体的压强； (2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为，求胎内气体的内能增加量。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.热力学第一定律 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 热力学第一定律 1 题型2 热力学第一定律的应用 4 【能力培优练】 9 【链接高考】 20 【重难题型讲解】 题型1 热力学第一定律 1、改变内能的两种方式：做功与传热，两者对改变系统的内能是等价的。 2、热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。 ★特别提醒 热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系，此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。 3、热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W。 4、对公式△U=Q+W符号的规定 符号 W Q △U + 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加 - 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少 5、符号法则 （1）物体吸热→Q取正；物体放热→Q取负。 （2）物体对外界做功，W取负；外界对物体做功，W取正。 （3）物体内能增加，△U取正；物体内能减小，△U取负。 【探究归纳】内能变化等于外界做功与吸收热量之和，表达式ΔU=W+Q。 【典例1-1】下列说法错误的是（　　） A．水的饱和汽压与水面的大气压强无关，但与水的温度有关 B．物理性质表现为各向同性的固体，可能是晶体也可能是非晶体 C．系统的内能增量等于外界向它传递的热量与它对外界做的功的和 D．一定质量的理想气体，温度升高，压强不变，则单位时间撞到单位面积上的分子数减少 【答案】C 【详解】A．水的饱和汽压仅由温度和液体种类决定，与大气压强无关，故A正确，不符合题意； B．多晶体和非晶体均呈现各向同性，故B正确，不符合题意； C．根据热力学第一定律，系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做的功的和，故C错误，符合题意； D．根据气体压强的微观意义可知当温度升高，气体分子的平均速率增大，压强不变时，单位时间撞击单位面积的分子数减少，故D正确，不符合题意。 故选C。 【典例1-2】（多选）对于一定质量的气体，下列说法正确的是（　　） A．气体的体积是所有气体分子的体积之和 B．气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈 C．温度不变，体积减小，单位时间内与单位器壁面积碰撞的分子数变多 D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减小 【答案】BC 【详解】A．气体的体积是所有气体分子运动占据的空间的体积之和，故A错误； B．气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈，故B正确； C．温度不变，体积减小，气体分子密度变大，则单位时间内与单位器壁面积碰撞的分子数变多，故C正确； D．气体不考虑分子势能，只需考虑分子平均动能，该选项不清楚温度变化情况，故无法判断内能如何变化，故D错误。 故选BC。 跟踪训练1关于物体内能的改变，下列说法正确的是（　　） A．外界对物体做功，物体的内能一定增加 B．物体吸收热量，它的内能一定增加 C．物体放出热量，它的内能一定减少 D．改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递 【答案】D 【详解】AD．改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递；外界对物体做功，可能同时物体对外放热，所以物体的内能不一定增加，故A错误，D正确； B．物体吸收热量，可能同时物体对外做功，所以物体的内能不一定增加，故B错误； C．物体放出热量，可能同时外界对物体做功，所以物体的内能不一定减少，故C错误。 故选D。 跟踪训练2（多选）炎炎夏日，某同学把封闭有少量空气的膨化食品包装袋放入冰箱的冷藏室，若包装袋不漏气，冰箱内、外气压相等且不变，包装袋内的空气可视为理想气体，则经过一段时间后（　　） A．包装袋内空气的内能减少 B．包装袋内的空气对外做正功 C．包装袋内空气的所有分子的动能都减小 D．单位面积上包装袋内所受到的平均作用力不变 【答案】AD 【详解】A．包装袋内的理想气体温度随着放进冷藏室而降低，故内能减少，故A正确； B．包装袋内的空气做等压变化，由盖一吕萨克定律有 可得温度降低时，包装袋内的空气体积减小，外界对包装袋内的空气做正功，故B错误； C．温度降低，分子平均动能减小，但每个分子动能的变化不能确定，故C错误； D．包装袋内空气的压强不变，故单位面积上包装袋内所受到的平均作用力不变，故D正确。 故选AD。 跟踪训练3某科技实验小组设计了一个测量形状不规则物体体积的方法，如图所示，首先将横截面积为S的柱形汽缸开口向上竖直放置，将待测物品放于汽缸内，再用一个下表面平整、质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，稳定时活塞与汽缸底部距离为，汽缸内气体温度为；当把汽缸内气体温度缓慢升高到时，活塞与汽缸底部距离为。已知大气压强，当地重力加速度为g，不计活塞与汽缸壁间的摩擦。 (1)求待测物品的体积； (2)已知封闭气体的内能随热力学温度变化的关系为，k为常数，大气压强保持不变，求在该过程中封闭气体所吸收的热量Q。 【详解】（1）设待测物品的体积为V，则由盖—吕萨克定律可得 解得 （2）温度升高过程中，气体对外做功 对活塞由平衡条件得 得 由热力学第一定律得 联立解得 题型2 热力学第一定律的应用 1、热力学第一定律的应用 （1）W的正负：外界对系统做功时，W取正值；系统对外界做功时，W取负值。 （2）Q的正负：外界对系统传递的热量Q取正值；系统向外界传递的热量Q取负值。 2、气体状态变化的几种特殊情况 (1)绝热过程：Q＝0，则ΔU＝W，系统内能的增加(或减少)量等于外界对系统(或物体对外界)做的功。 (2)等容过程：W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量(或减少量)等于系统从外界吸收(或系统向外界放出)的热量。 (3)等温过程：始末状态一定质量理想气体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对系统做的功等于系统放出的热量(或系统吸收的热量等于系统对外界做的功)． ★特别提醒 （1）应用热力学第一定律时要明确研究的对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。 （2）应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据。对结果的正、负也同样依照规则来解释其意义。 3、判断气体是否做功的方法 一般情况下看气体的体积是否变化。 ①若气体体积增大，表明气体对外界做功，W<0。 ②若气体体积减小，表明外界对气体做功，W>0。 4、应用热力学第一定律解题的一般步骤 (1)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正负。 (2)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量。 (3)再根据未知量结果的正负来确定吸放热情况、做功情况或内能变化情况。 5、热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合 （1）热力学图像包括p-V、p-T、V-T等，这些图像问题是气体状态变化的一类问题。 （2）对于热力学图像问题，如果涉及到热力学第一定律的应用，就可以称为热力学第一定律的图像问题。 【探究归纳】结合气体做功、吸放热与内能变化的关系，分析各类热力学过程的能量转化与转移规律。 【典例2-1】近年我国部分省市受极端天气影响，造成人民群众生命危险和财产损失。洪涝灾害时，可利用圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救，如图（a）所示。将盆用力F向下迅速竖直压入水面，如图（b）所示。设盆内气体可以视为理想气体，盆内气体压缩过程中与外界无热量交换。关于此过程说法正确的是（ ） A．气体对外界做功 B．气体压强与体积成反比 C．封闭气体分子的平均动能增大 D．气体内能保持不变 【答案】C 【详解】ACD．因为下压过程气体体积减小，则外界对气体做功，与外界无热量交换，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，温度升高，气体分子的平均动能增大，故AD错误，C正确； B．由于气体体积减小，温度升高，根据理想气体状态方程可知，气体压强增大，由于温度改变，所以气体压强与体积不成反比，故B错误。 故选C。 【典例2-2】（多选）一定质量的理想气体，初始温度为300K，压强为。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，需要吸收600 J的热量才能使气体温度上升100K。下列说法正确的是（　　） A．初始状态下，气体的体积为8L 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2L D．两个过程中，气体的内能增加量都为400J 【答案】CD 【详解】ABC．等容过程气体体积不变，外界对气体做功为零，根据热力学第一定律 内能增加量 理想气体内能只与温度有关，两过程温度升高量相同，故内能增加量相同。等压过程中 气体对外做功 由 解得 由盖 - 吕萨克定律 代入，，解得，故AB错误C正确； D．两个过程中气体温度升高量相同，理想气体内能只由温度决定，故内能增加量都为，故D正确。 故选CD。 【典例2-3】如图所示，在水平面上竖直放置一上端开口的圆柱形气缸，横截面积为S的轻质活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸内。初始时气缸内气体的温度为T1，在活塞上放置质量为m的物块，活塞平衡时气缸内气柱长度为L1。当气缸内气体从外界吸收一定热量，活塞缓慢上升h再次平衡，此过程气体内能的变化量为∆U。忽略活塞与气缸内壁的摩擦，所有温度为热力学温度，已知大气压强恒为p0，重力加速度为g。求： (1)活塞再次平衡时气体的温度T2； (2)气体从外界吸收的热量Q。 【详解】（1）活塞缓慢上升h再次平衡的过程为等压变化，则 解得 （2）活塞缓慢上移过程，气体对外做功，则 由热力学第一定律 可得气体从外界吸收的热量 跟踪训练1水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门打开，水即从枪口喷出。已知王同学的水枪储水罐总容积为，初始时罐内气体体积为，气体压强为，他喷出了的水，不计水的蒸发和泄漏，也不计罐内气体的泄漏，罐内气体可视为理想气体且温度始终保持不变。则（    ） A．在水不断喷出的过程中罐内气体内能不断减少 B．在水不断喷出的过程中罐内气体向外界放热 C．王同学喷出的水时，罐内气体的压强为 D．在水不断喷出的过程中每个气体分子的速率都不变 【答案】C 【详解】A．理想气体的内能只与温度有关，题目已知温度始终保持不变，故罐内气体内能不变，故A错误； B．在水不断喷出的过程中，气体体积增大，气体对外界做功，即，而内能不变，即，根据热力学第一定律 可知，即气体从外界吸热，故B错误； C．初状态气体压强，体积，喷出水后，气体体积变为 根据玻意耳定律 解得，故C正确； D．温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子的平均动能不变，平均速率不变，但并不是每个气体分子的速率都不变，故D错误。 故选C。 跟踪训练2（多选）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如T-V图上的两条线段所示，则气体在（　　） A．状态a处的压强小于状态c处的压强 B．由a变化到b的过程中，气体对外做功 C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变 D．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量大于其增加的内能 【答案】BD 【详解】AC．根据理想气体状态方程可知 可得 即图像上的点与坐标原点的连线的斜率为 故有，AC错误； B．理想气体由a变化到b的过程中，因体积增大，则气体对外做功，B正确； D．理想气体由a变化到b的过程中，温度升高，则内能增大，由热力学第一定律有 又因为， 可得， 即气体从外界吸热，且从外界吸收的热量大于其增加的内能，D正确。 故选BD。 跟踪训练3一定质量的理想气体的图像如图所示，点坐标为，点坐标为，点坐标为，气体在状态时的热力学温度，求： (1)气体在状态时的热力学温度； (2)气体从状态到状态对外做的功。 【详解】解：（1）气体从状态到状态，有    解得。 （2）题中图线与轴围成的面积即气体对外做的功，有    解得。 【能力培优练】 1．宋代诗人杜耒有诗云“寒夜客来茶当酒，竹炉汤沸火初红”。关于泡茶中物理现象，下列说法正确的是（    ） A．茶叶在水中的舒展过程是布朗运动的表现 B．放入茶叶后，水的颜色变深，是扩散现象 C．茶水降温过程中，杯内水的内能保持不变 D．茶水降温过程中，每个水分子的动能均减小 【答案】B 【详解】A．布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动。而茶叶不是“悬浮的微粒”，其在水中的舒展是由于自身结构和水的浸泡作用，并非布朗运动的表现，故A错误； B．扩散现象是指不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。放入茶叶后，茶叶中的色素分子进入水中，使水的颜色变深，这符合扩散现象的定义，故B正确； C．内能与物体的温度、质量、状态等有关。茶水降温过程中，温度降低，质量不变，所以杯内水的内能会减小，并非保持不变，故C错误； D．温度是分子平均动能的标志，茶水降温时，分子的平均动能减小，但不是“每个水分子的动能均减小”，因为个别分子的动能可能增大，故D错误。 故选B。 2．上课过程中，教室内环境温度升高，压强不变，气体可看成理想气体，对教室内气体说法正确的是（　　） A．分子的平均动能增大 B．分子间距变大，分子势能增大 C．对外界做功，向外界放热 D．单位时间内碰撞单位面积的分子数增多 【答案】A 【详解】A．温度是分子平均动能的宏观标志，环境温度升高，气体分子平均动能增大，故A正确； B．理想气体忽略分子间相互作用力，分子势能恒为0，不会随分子间距变化而增大，故B错误； C．气体压强不变、温度升高，由盖-吕萨克定律可知气体体积增大，气体对外做功，外界对气体做功；理想气体内能仅与温度有关，温度升高则内能，根据热力学第一定律，可得，即气体从外界吸热，故C错误； D．气体压强由分子平均动能、单位时间内碰撞单位面积的分子数共同决定，压强不变时，分子平均动能增大（单个分子碰撞冲力增大），则单位时间内碰撞单位面积的分子数必然减少，故D错误。 故选A。 3．夏天天气炎热，给自行车轮胎快速打气后，轮胎外壁明显变热，下列说法正确的是（　　） A．轮胎变热主要是因为外界气温高，气体从外界吸热 B．轮胎变热主要是因为打气筒活塞与筒壁的摩擦生热 C．打气时外界对气体做功，胎内气体内能增大，温度升高 D．打气时气体体积被压缩，分子平均动能减小 【答案】C 【详解】A．快速打气过程时间极短，气体与外界的热交换可忽略，轮胎变热不是气体从外界吸热导致，故A错误； B．活塞与筒壁摩擦生热主要使打气筒筒壁升温，不是轮胎变热的原因，故B错误； C．打气时外界对胎内气体做功，快速过程热传递可忽略，根据热力学第一定律，气体内能增大，而理想气体内能仅与温度有关，可知气体温度升高，导致轮胎外壁变热，故C正确； D．温度是分子平均动能的标志，气体温度升高，分子平均动能增大，故D错误。 故选C。 4．如图所示，内有理想气体的绝热刚性容器处于真空中，器壁上开有小孔，当孔径远小于气体分子间碰撞的平均距离时，高速分子更易从小孔逃逸，发生“泻流”现象。一段时间后，下列说法正确的是（　　） A．容器内气体温度降低 B．容器内气体温度不变 C．由于容器绝热，容器内气体内能不变 D．由于气体对外做功，容器内气体内能减少 【答案】A 【详解】AB．由题知，高速分子更易从小孔逃逸，因此容器内剩余气体的平均速率会降低，即容器内剩余气体的平均动能会减小，故容器内气体温度降低，故A正确，B错误； C．理想气体的内能只与温度和分子数有关，由于容器内的温度降低且分子数减少，所以容器内气体内能减小，故C错误； D．由于绝热刚性容器处于真空中，故气体逃逸时不对外做功，故D错误。 故选A。 5．《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》规定：不得连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟。长时间行车不仅驾驶员会疲劳，而且汽车轮胎与地面摩擦会使轮胎变热，有安全隐患。一辆汽车行驶4小时后轮胎变热，轮胎内气体温度升高，设此过程中轮胎体积不变且没有气体泄漏，胎内气体可视为理想气体，该段时间内下列说法正确的是（　　） A．外界对轮胎内气体做正功 B．轮胎内气体分子的平均动能增大，气体压强减小 C．轮胎内气体向外界释放热量，其内能减小 D．速率大区间的分子数增多，轮胎内气体分子平均速率增大 【答案】D 【详解】A．气体做功的判定依据为体积变化，本题中轮胎体积不变，即气体体积，外界与气体间相互做功为0，故A错误； B．温度是分子平均动能的标志，温度升高则气体分子平均动能增大；气体做等容变化，由查理定律可知，温度升高时气体压强增大，故B错误； C．理想气体内能仅由温度决定，温度升高则内能增大；由热力学第一定律 因、，可得，即气体从外界吸收热量，故C错误； D．温度升高时，气体分子速率分布曲线的峰值向高速区移动，速率大区间的分子数占比增多，分子平均动能增大，因此分子平均速率增大，故D正确。 故选D。 6．我国“奋斗者”号潜水器开展深海科考，在海深h1处采集样品，并将样品密封在导热良好的金属采样管中，密封后管内留有一段空气柱，其压强、温度均与采样处相等。在采样管缓慢上升过程中，管内空气体积不变，且可视为理想气体。已知海面大气压强为p0，海底水温为T1，海面水温为T2，海水温度随深度增大而降低。下列说法正确的是（　　） A．采样管在海底时，管内空气的压强等于p0 B．采样管到达海面时，管内空气的压强为 C．在采样管上升过程中，管内空气内能保持不变 D．在采样管上升过程中，管内空气从外界吸收的热量等于其内能增加量 【答案】D 【详解】A．采样管在海底时，管内空气压强等于该深度处的海水压强，即，故A错误； B．采样管上升过程中体积不变，气体做等容变化，根据查理定律可得 所以，故B错误； C．由于海水温度随深度增大而降低，则 所以在上升过程中，气体温度升高，内能增加，故C错误； D．根据热力学第一定律 在采样管上升过程中，气体体积不变，外界对气体不做功，即 所以 即管内空气从外界吸收的热量等于其内能增加量，故D正确。 故选D。 7．如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态和。下列说法正确的是（    ） A．和状态，理想气体的温度相等 B．到状态，外界对理想气体做功 C．到状态，理想气体向外界放热 D．到状态，理想气体的分子平均动能逐渐变小 【答案】D 【详解】A．由图可得：状态的 状态的 因为 所以状态的温度高于状态的温度，故A错误； B．从状态到状态的过程中，气体体积由增大到，气体对外做功，即外界对气体做负功，故B错误； C．从状态到状态的过程中，气体发生等压膨胀，体积增大，温度升高，气体内能增大（）；同时气体对外做功（）。根据热力学第一定律 ，可得 ，即气体从外界吸收热量，故C错误； D．从状态到状态的过程中，气体体积不变，压强减小，根据查理定律可知，气体温度降低。温度是分子平均动能的标志，温度降低，分子的平均动能逐渐变小，故D正确。 故选D。 8．一定质量的理想气体从状态a开始，经过一个循环a→b→c→a，最后回到初始状态a，其图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a→b过程，气体温度不变 B．b→c过程，气体温度不变 C．c→a过程，气体温度降低，并且向外界放出热量 D．在一个循环a→b→c→a过程中，气体吸收的热量等于放出的热量 【答案】C 【详解】A．a→b过程， （k为常量，压强与体积成正比）不是等温变化，等温变化是（k为常量，压强与体积成反比），故A错误； B．b状态压强与体积的乘积与c状态压强与体积的乘积不相等 故b→c过程，气体不是等温变化，故B错误； C．c→a过程是等压压缩气体，外界对气体做正功（），由 气体体积减小，温度降低，内能减小，即 由热力学第一定律有 故，气体向外界放出热量，故C正确； D．在一个循环a→b→c→a过程中，气体对外界做的功（）为a→b→c→a对应图形的面积， 由热力学第一定律有 气体放出的热量小于吸收的热量，故D错误。 故选C。 9．（多选）对非理想气体，下列说法正确的是（　　） A．气体分子的重力势能是气体内能的一部分 B．气体分子热运动的动能是气体内能的一部分 C．分子之间相互作用的势能是气体内能的一部分 D．气体体积变化时，其内能可能不变 【答案】BCD 【详解】ABC．气体的内能包括，所有气体分子势能和分子动能之和，其中分子势能是由分子间的相对位置和相互作用决定的能量，与重力势能无关，分子动能是分子热运动的动能，故A错误，BC正确； D．气体的体积发生变化，如果同时也同外界产生热交换，根据热力学第一定律，气体的内能可能不变，故D正确。 故选BCD。 10．（多选）如图所示，健身球是一种内部充满气体的健身辅助器材，已知球内的气体可视为理想气体，当人体压向健身球时球内气体体积缓慢变小。则人体压向健身球的过程中，下列说法正确的是（　　） A．球内气体单位时间对球的撞击次数增多 B．球内气体压强不变 C．球内每个气体分子的动能都不变 D．球内气体对外放热 【答案】AD 【详解】AB．人体压向健身球的过程中，球内气体能与外界发生充分的热交换，球内气体的温度不变，体积变小，根据 可知压强增大，所以单位时间内球受到气体分子的撞击次数增多，故A正确，B错误； C．球内气体温度不变，则球内气体分子的平均动能不变，但并不是每个气体分子的动能都不变，故C错误； D．由于球内气体温度不变，气体的内能不变，即；气体的体积减小，故外界对气体做功，即；根据热力学第一定律 可得，所以球内气体对外放热，故D正确。 故选AD。 11．（多选）100℃水完全变成100℃水蒸气，正确的是（　　） A．水分子动能增大 B．水分子势能增大 C．增加的内能小于吸收的热能 D．增加的内能等于吸收的热能 【答案】BC 【详解】A．温度是分子平均动能的宏观标志，水和水蒸气温度均为100℃，水分子平均动能不变，总动能也不变，故A错误； B．内能是分子总动能与分子总势能之和，该过程吸热内能增加，而分子总动能不变，因此水分子势能增大，故B正确； CD．水汽化过程体积膨胀，对外界做功，根据热力学第一定律可知，增加的内能小于吸收的热能，故C正确，D错误。 故选BC。 12．（多选）一定质量的理想气体由a状态开始，经历a→b→c→a过程，其图像如图，ab的延长线过坐标原点O，bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，a→b过程中气体向外界放出的热量为Q。下列说法正确的是（　　） A．气体在a状态下单位时间内对单位面积器壁的冲量小于在c状态下的冲量 B．a→b过程中气体内能变化量的绝对值小于Q C．b→c过程中气体从外界吸收的热量为 D．a→b→c→a整个过程中气体对外界做功 【答案】AB 【详解】A．气体在单位时间内对单位面积器壁的冲量为，即气体压强，由图可知，a状态压强小于c状态压强，故a状态下单位时间内对单位面积器壁的冲量小于c状态下的冲量，故A正确； B．a→b过程中，气体压强减小，体积减小，根据，温度降低，内能减小，即ΔU＜0，体积减小说明外界对气体做功，W＞0，又气体放热Q，由热力学第一定律可知，|ΔU|＜Q，故B正确； C．b→c过程中，体积不变，W=0，压强增大，由可知，温度升高，内能增大，由ΔU=W+Q可知，气体吸热Q'=Uc-Ub，由几何关系可知，ab图像与横轴所围图形面积为，则a→b过程外界对气体做功，由ΔU=W+Q可知，Ub-Ua=W-Q，因a、c状态温度相同，有Ua=Uc，代入数据可得：，故C错误。 D．c态压强为 p-V图中，图像与横轴所围图形面积表示气体做的功，所以a→b→c→a过程中气体对外做功等于△abc面积，即，故D错误； 故选AB。 13．（多选）如图所示，一定质量的理想气体经完成循环过程，与纵轴平行，与横轴平行，其中过程为等温过程。关于该循环过程，下列说法正确的是（　　） A．过程中，气体内能减少 B．过程中，单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数减少 C．状态的体积和压强满足 D．过程中，气体从外界吸收热量 【答案】BC 【详解】A．由图可知，过程中，气体的压强不变，体积增大，根据盖-吕萨克定律可知，气体温度升高，内能增大，故A错误； B．由图可知，过程中，气体的体积不变，压强减小， 因此单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数减少，故B正确； C．由题可知，过程为等温过程，根据玻意耳定律可得 由图可知为等容过程，且， 则有 因此，故C正确； D．由题可知，过程为等温过程，气体的内能不变，即 气体体积减小，外界对气体做功，即 根据热力学第一定律 解得，即气体放出热量，故D错误。 故选BC。 14．如图所示、一定质量的理想气体从状态a开始经a→b，b→c，c→a三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，气体在状态a的压强为、体积为，在状态b的体积为、温度为，在状态c的温度为，求： (1)气体在状态b的压强p； (2)气体在状态c的体积V； (3)从状态b到状态c，外界对气体做的功W。 【详解】（1）气体从状态a到状态b做等温变化，根据玻意耳定律有 解得气体在状态b的压强为 （2）气体从状态b到状态c做等压变化，根据盖·吕萨克定律有 解得气体在状态c的体积为 （3）气体从状态b到状态c做等压收缩变化，外界对气体做的功为 代入数据解得 15．一定质量的理想气体的图像如图所示，A点坐标为，B点坐标为，C点坐标为，气体在A状态时的热力学温度，求： (1)气体在C状态时的热力学温度； (2)气体从A状态到C状态对外做的功W。 【详解】（1）气体从A状态到C状态，根据理想气体状态方程，有 解得 （2）题中图线与V轴围成的面积即气体对外做的功，有 解得 16．（2026·四川广安·二模）如图所示为一玩具小车上测量加速度的装置示意图，横截面积为、足够长、导热性能良好的薄壁容器固定在水平小车上，容器内有一质量的活塞，小车静止时恰好封闭一段长度的理想气体。某次测试中小车向右匀加速运动，稳定后活塞封闭的气体压强为、长度，已知初始环境温度为，大气压强，不计一切摩擦阻力。 (1)求封闭气体压强和小车匀加速运动的加速度大小； (2)保持活塞封闭气体的压强不变，环境温度由缓慢降低至的过程中，测得封闭气体向外界放出的热量为，求此过程封闭气体内能变化量。 【详解】（1）容器导热性能良好，温度不变，封闭气体做等温变化，由玻意耳定律 代入，， 约去得 对活塞受力分析，活塞随小车向右匀加速，由牛顿第二定律（大气压力向右，气体压力向左，合力向右） 代入， 得 （2）压强不变，封闭气体做等压变化，由盖-吕萨克定律 其中初始温度，末温度 解得 气体体积减小，外界对气体做功 代入数据得 气体向外界放热，故，由热力学第一定律 则 负号表示封闭气体内能减少。 【链接高考】 1．（2025·天津·高考真题）如图所示，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态A变化到状态C，则（　　） A．和过程，外界对气体做功相同 B．和过程，气体放出的热量相同 C．在状态A时和在状态C时，气体的内能相同 D．在状态B时和在状态D时，气体分子热运动的平均动能相同 【答案】C 【详解】A．根据，过程的压强总比过程的压强大，则过程外界对气体做功多，故A错误； B．同理可知过程外界对气体做功比过程大，根据热力学第一定律 可知过程气体放出的热量多，故B错误； C．根据理想气体状态方程结合题图可知状态A时和在状态C温度相等，则气体内能相同，故C正确； D．根据理想气体状态方程可知状态B的温度高于状态D的温度，则状态B气体分子热运动的平均动能大，故D错误。 故选C。 2．（2025·重庆·高考真题）易碎物品运输中常采用缓冲气袋减小运输中冲击。若某次撞击过程中，气袋被压缩（无破损），不计袋内气体与外界的热交换，则该过程中袋内气体（视为理想气体）（　　） A．分子热运动的平均动能增加 B．内能减小 C．压强减小 D．对外界做正功 【答案】A 【详解】气袋被压缩且绝热（无热交换），视为理想气体。 AB．绝热压缩时外界对气体做功，内能增加，温度升高，分子平均动能由温度决定，分子热运动的平均动能增加，故A正确，B错误； C．根据理想气体状态方程，体积减小，温度升高，可知压强增大，故C错误； D．气体体积减小，外界对气体做功，气体对外界做负功，故D错误。 故选A。 3．（2025·贵州·高考真题）如图，在固定的绝热气缸中固定一多孔塞，其两侧各有一绝热活塞。开始时，多孔塞左侧有一定质量的理想气体，其状态参量为，内能为，右侧活塞紧靠多孔塞。在外力作用下，左侧气体在压强不变的条件下缓慢通过多孔塞流向右侧，右侧气体压强因外力作用始终为。当气体全部流入右侧后，其状态参量为，内能为。已知，不计活塞与气缸间的摩擦，装置密闭性良好，则（　　） A．整个过程中左侧活塞对气缸中气体做功为 B．整个过程中气缸中气体对右侧活塞做功为 C． D． 【答案】AC 【详解】A．气体缓慢通过多孔塞，设圆柱的横截面积为S，所以整个过程中左侧活塞对气缸中气体做功为，故A正确； B．同理，整个过程中气缸中气体对右侧活塞做功为，故B错误； C．固定的绝热气缸两侧有绝热活塞，该系统为绝热系统即，根据热力学第一定律可知 即 整理得，故C正确； D．内能与温度成正比 根据得 代入方程 得 两边约掉得，故D错误。 故选AC。 4．（2025·甘肃·高考真题）如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关，且随温度升高而增大。下列说法正确的是（   ） A．A→B过程为吸热过程 B．B→C过程为吸热过程 C．状态A压强比状态B的小 D．状态A内能比状态C的小 【答案】ACD 【详解】A．A→B过程，体积不变，则W=0，温度升高，则∆U>0，根据热力学第一定律∆U=W+Q 可知Q>0，即该过程吸热，选项A正确； B ．B→C过程，温度不变，则∆U=0，体积减小，则W>0，根据热力学第一定律∆U=W+Q 可知Q<0，即该过程为放热过程，选项B错误； C ．A→B过程，体积不变，温度升高，根据 可知，压强变大，即状态A压强比状态B压强小，选项C正确； D．状态A的温度低于状态C的温度，可知状态A的内能比状态C的小，选项D正确。 故选ACD。 5．（2025·浙江·高考真题）“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时，医生将开口面积为S的玻璃罐加热，使罐内空气温度升至，然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上（状态1）。待罐内空气自然冷却至室温，玻璃罐便紧贴在皮肤上（状态2）。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量。已知，，。忽略皮肤的形变，大气压强。求： (1)状态2时罐内气体的压强； (2)状态1到状态2罐内气体内能的变化； (3)状态2时皮肤受到的吸力大小。 【详解】（1）状态1气体的温度 压强 状态2气体的温度 气体做等容变化，根据 可得 （2）气体做等容变化，外界对气体不做功，气体吸收热量为 根据热力学第一定律 可得状态1到状态2罐内气体内能的变化 即气体内能减少。 （3）罐内外的压强差 状态2皮肤受到的吸力大小 6．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）某种卡车轮胎的标准胎压范围为。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度为时，体积和压强分别为、；当胎内气体温度升高到为时，体积增大到为，气体可视为理想气体。 (1)求此时胎内气体的压强； (2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为，求胎内气体的内能增加量。 【详解】（1）气体可视为理想气体，根据理想气体状态方程 整理代入数据得 （2）p-V图线与y轴围成的面积代表做功的大小，该过程气体体积增大，则气体对外做功，可得外界对气体做功为 由热力学第一定律 代入数据可得 / 学科网（北京）股份有限公司 $