2025届高考物理二轮专题复习与测试第一部分专题五热学光学原子物理第13讲热学命题点四气体状态变化的图像分析方法

命题点四气体状态改变的图像分析方法肯定质量的气体不同图像的比较．项目等温改变等容改变等压改变图象p-V图像p-eq\f(1,V)图像p-T图像V-T图像特点pV＝CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高p＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，体积越小V＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，压强越小留意：上表中各个常量“C”意义有所不同．(可以依据克拉伯龙方程pV＝nRT确定各个常量“C”意义)(2024·广东卷)在驻波声场作用下，水中小气泡四周液体的压强会发生周期性改变，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的志向气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的p­V图像，气泡内气体先从压强为p0、体积为V0、温度为T0的状态A等温膨胀到体积为5V0、压强为pB的状态B，然后从状态B绝热收缩到体积为V0、压强为1.9p0、温度为TC的状态C，B到C过程中外界对气体做功为W.已知p0、V0、T0和W.求：(1)pB的表达式；(2)TC的表达式；(3)B到C过程，气泡内气体的内能改变了多少？解析：(1)封闭气体从A→B过程中发生等温改变，依据玻意耳定律可得：p0V0＝pB×5V0，解得：pB＝eq\f(1,5)p0.(2)封闭气体从A→C的过程中，依据查理定律可得：eq\f(p0,T0)＝eq\f(1.9p0,TC)，解得：TC＝1.9T0.(3)从B到C过程中，气体绝热收缩，则Q＝0依据热力学第肯定律可得：ΔU＝Q＋W，解得：ΔU＝W.表示内能增加了W.答案：(1)pB的表达式为eq\f(1,5)p0；(2)TC的表达式为1.9T0；(3)B到C过程，气泡内气体的内能增加了W.1.(2024·辽宁卷)“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，肯定质量志向气体的p-T图像如图所示．该过程对应的p-V图像可能是()解析：依据eq\f(pV,T)＝C，可得p＝eq\f(C,V)T.从a到b，气体压强不变，温度上升，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，c态的体积大于b态体积．故选B.答案：B2.如图，肯定质量的志向气体从状态A沿直线改变到状态B的过程中，其体积()A．保持不变B．渐渐变大C．渐渐变小D．先变小后变大解析：将t轴上肯定零度(即－273℃)点D与点A、点B连接起来，AD与BD均表示气体的等容改变，由数学学问得知：等容线斜率越大，eq\f(p,T)越大，由气态方程eq\f(pV,T)＝C得知，体积越小．由图知，AD斜率较大，BD斜率较小，则AD线对应的气体体积较小，BD线对应的体积较大，故气体由A改变到B，体积渐渐增大．故选B.答案：B3.如图所示，某志向气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就是“卡诺循环”，则()A．A到B过程，气体从外界汲取热量B．B到C过程，气体分子的平均动能增加C．C到D过程，气体对外界做正功D．D到A过程，气体分子撞击器壁单位面积上的作用力减小解析：A到B过程，V增大，气体对外做功，温度不变，所以气体从外界汲取热量，A项正确；B到C过程，绝热膨胀，气体对外做功，即Q＝0，W<0，依据ΔU＝W＋Q可知ΔU<0，即内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减