2024版高考物理一轮总复习专题十三热学热点强化17理想气体和热力学定律的综合分析计算课件

热点强化17理想气体和热力学定律的综合分析计算知识巩固练1.一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，TA＝300K，气体从C→A的过程中做功为100J，同时吸热250J，已知气体的内能与温度成正比.求：(1)气体处于C状态时的温度TC；(2)气体处于C状态时内能EC.

(2)由气体的内能与温度成正比.tA＝300

K，tC＝150

K，可知EA＝2EC.又C到A过程，气体体积增大，气体对外界做功，即有W＝－100

J，吸热250

J，则有Q＝250

J，满足EC－100

J＋250

J＝EA，联立解得EC＝150

J，EA＝300

J.2.(2022年泉州模拟)一定质量的理想气体被一薄活塞封闭在导热性能良好的汽缸内.活塞的质量m＝20kg、面积S＝200cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气.开始时汽缸水平放置，如图甲所示，活塞与汽缸底的距离L1＝22cm，离汽缸口的距离L0＝4cm.外界气温为27℃，大气压强为1.0×105Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位罝，待稳定后如图乙所示，然后对缸内气体缓慢加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，如图丙所示，g取10m/s2.(1)求图乙状态下活塞与汽缸底部的距离L2；(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，气体增加的内能ΔU＝368J，求该过程气体吸收的热量Q.

3.一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比.在初始状态A时，体积为V0，压强为p0，温度为T0，已知此时其内能为U0.该理想气体从状态A经由一系列变化，最终回到原来状态A，其变化过程的p－T

图线如图所示，其中CA延长线过坐标原点，BA在同一竖直线上.求：(1)状态B的体积；(2)状态C的体积；(3)从状态B经由状态C，最终回到状态A的过程中，气体与外界交换的热量是多少?

(3)由状态B经状态C回到状态A，外界对气体做的总功为W，从状态B到状态C，设外界对气体做功为WBC，WBC＝p2(V1－V2)，联立解得WBC＝－2p0V0.从状态C回到状态A，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，所以W＝WBC＝－2p0V0；从状态B经状态C回到状态A，内能增加量为ΔU＝0，气体从外界吸收的热量为Q，内能增加量为ΔU，由热力学第一定律得ΔU＝Q＋W，解得Q＝2p0V0，即气体从外界吸收热量2p0V0.4.如图所示，汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口h＝50cm，活塞面积S＝10cm2，封闭气体的体积为V1＝1500cm3，温度为0℃，大气压强p0＝1.0×105Pa，物体重力G＝50N，活塞重力及一切摩擦不计.缓慢升高环境温度，封闭气体吸收了Q＝60J的热量，使活塞刚好升到缸口.求：(1)活塞刚好升到缸口时，气体的温度；(2)汽缸内气体对外界做的功；(3)气体内能的变化量.

5.如图所示，一根两端开口、横截面积为S＝2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深).管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L＝21cm的气柱，气体的温度为t1＝7℃，外界大气压p0取1.0×105Pa(相当于75cm高的汞柱的压强).g取10m/s2.(1)若在活塞上放一个质量为m＝0.1kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长?(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2＝77℃，此时气柱为多长?(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10J，则气体的内能增加多少?

6.(2022年滨州模拟)如图所示，U形玻璃管竖直放置，右端开口，左管用光滑活塞和水银封闭一段空气柱.外界大气压为p0＝1.0×105Pa，封闭气体的温度t0＝27℃，玻璃管的横截面积为S＝5.0cm2，管内水银柱及空气柱长度如图所示.已知水银的密度为ρ＝13.6×103kg/m3，重力加速度取g＝10m/s2；封闭气体的温度缓慢降至t1＝－3℃.求：(1)温度t1＝－3℃时空气柱的长度L；(2)已知该过程中气体向外界放出5.0J的热量，求气体内能的变化量.(结果保留2位有效数字)

7.某密闭绝热“U”形汽缸开口向上竖直放置，通过置于底部的电热丝缓慢加热缸内的理想气体，使绝热活塞由A位置缓慢到达B位置，如图甲所示.在此过程中，缸内气体的温度—体积图像(T－V图像)如图乙所示.已知活塞质量m＝2kg、横截面积S＝5×10－4m2，大气压强p0＝1.0×105Pa，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，g取10m/s2.(1)求缸内