2020最新高考物理热学讲解与解析
2020 年高考物理热学计算专题及答案
2020 年高考物理热学计算专题及答案专题简介：1.物体吸收或放出热量的公式①计算物体吸收热量的公式为：Q 吸=cm (t -t 0)=cm ⊿t 。
②计算物体放出热量的公式为：Q 放=cm (t 0-t )=cm ⊿t 。
其中，Q 吸表示吸收热量，单位是J ；c 表示物体比热容，单位是J/(kg·℃)；m 表示质量，单位是kg ；t 0表示物体初始温度，单位是℃；t 表示物体后来的温度，单位是℃。
⊿t =t -t 0表示物体升高了的温度。
⊿t =t 0-t ，表示物理降低了的温度。
2.燃料完全燃烧放出热量的公式①燃料完全燃烧释放出的热量公式为：Q 放=mq 。
②气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为：Q 放=qV 。
推导过程如下： 说明：①中的公式对固体、液体、气体、均适用。
②只对气体适用。
两个公式的得出都是根据热值的定义式得到的。
其中，Q 放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J ；q 表示燃料的热值，单位是J/kg ；m 表示质量，单位是kg 。
V 表示体积，单位是ｍ3。
3.热效率公式（1）热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。
热机的效率是热机性能的一个重要指标。
汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率，其公式为：η=放吸Q Q 。
（2）炉具的热效率：天然气燃烧放出的热量是炉具提供的总热量，Q 总=Q 放，水吸收的热量是有用的热量Q 有=Q 吸，则η=总有Q Q 。
（3）电热水器的效率：电热丝所产生热量为Q 总，总=Q 放，水需要吸收热量为Q 有，有=Q 吸，则η=总有Q Q 。
专题例题：【例题1】（2018•济宁）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中（如图所示），通过 方式改变牛奶的内能，图中乙是250g 牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J ．[c 牛奶=4.2×103J/（kg•℃）]【答案】热传递；2.1×104。
2020年江苏版高考物理专题十二 热学
专题十二热学挖命题【考情探究】分析解读本专题为选考内容,概念规律繁多,但要求较低,全部是Ⅰ级要求,复习时应注意以下几点(1)加强对基本概念和基本规律的理解记忆。
(2)固体液体部分内容常结合实例考查晶体和非晶体的特点及表面张力产生的原因;会用表面张力解释一些生活现象。
(3)建立宏观量与微观量的关系。
分子动能与温度相对应,分子势能与体积相对应,物体内能与温度体积物质的量相对应。
物体内能的改变同做功和热传递相对应。
(4)加强类似高考的典型题的练习,提高分析问题和解决问题的能力。
命题趋势试题将坚持立足基本概念,贴近教材和教学实际,情境接近生活经历,关注社会问题,亲近自然,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程理念。
试题关注学科素养,引导学生学以致用,引导高中教学,注重培养学生应用知识解决实际问题的能力。
【真题典例】破考点【考点集训】考点一分子动理论、内能1.[2018江苏泰州调研,12A(1)]以下说法正确的是()A.布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动B.从平衡位置开始增大分子间距离,分子间的引力将增大、斥力将减小C.对大量事实的分析表明:热力学零度不可能达到D.热量自发地由内能多的物体传递给内能少的物体答案C2.[2018江苏扬州期中,12A(1)](多选)PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物,其悬浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面。
下列说法中正确的是()A.气温越高,PM2.5运动越剧烈B.PM2.5在空气中的运动属于布朗运动C.PM2.5在空气中的运动就是分子的热运动D.倡导低碳生活有利于减小PM2.5在空气中的浓度答案ABD3.[2018江苏无锡摸底,12A(1)](多选)关于分子动理论的规律,下列说法正确的是()A.扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动B.两个分子间的距离为r0时,分子势能最小C.两个分子距离减小时,分子间引力和斥力都在增大D.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡,用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做内能答案ABC4.[2018江苏苏州调研,12A(3)]目前,环境污染已非常严重,瓶装纯净水已经占领柜台,再严重下去,瓶装纯净空气也会上市。
2020届高考物理热点题型归纳 热力学定律与能量守恒定律、气体实验定律的综合应用(解析版)
热力学定律与能量守恒定律、气体实验定律的综合应用【专题导航】目录热点题型一热力学第一定律与能量守恒定律 (1)热点题型二热力学第二定律的理解 (4)热点题型三封闭气体多过程的问题 (6)汽缸封闭气体问题 (6)活塞封闭气体问题 (7)热点四关联气体的状态变化问题 (9)活塞封闭气体的问题 (10)水银柱封闭气体的问题 (10)热点题型五变质量问题 (11)充气问题 (11)抽气问题 (12)灌气问题 (12)漏气问题 (13)热点题型六热力学第一定律与图象的综合应用 (14)热点题型七热力学第一定律与气体实验定律的综合应用 (15)【题型演练】 (17)【题型归纳】热点题型一热力学第一定律与能量守恒定律1．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的过程是等效的，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，应用时功、内能、热量的单位应统一为国际单位焦耳．2．三种特殊情况(1)若过程是绝热的，即Q＝0，则W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量；(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量；(3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量．3.改变内能的两种方式的比较4.温度、内能、热量、功的比较【例1】如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是()A．气体自发扩散前后内能相同B．气体在被压缩的过程中内能增大C．在自发扩散过程中，气体对外界做功D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变【答案】ABD【解析】气体向真空扩散过程中不对外做功，且又因为汽缸绝热，可知气体自发扩散前后内能相同，选项A正确，C错误；气体在被压缩的过程中活塞对气体做功，因汽缸绝热，则气体内能增大，选项B、D 正确；气体在被压缩的过程中，因气体内能增加，则温度升高，气体分子的平均动能增加，选项E错误．【变式1】．关于热力学定律，下列说法正确的是()A．气体吸热后温度一定升高B．对气体做功可以改变其内能C．理想气体等压膨胀过程一定放热D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡【答案】BDE.【解析】根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高，选项A 错误；对气体做功可以改变其内能，选项B正确；理想气体等压膨胀过程，对外做功，由理想气体状态方程可知，气体温度升高，内能增大，故气体一定吸热，选项C错误；根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，选项D正确；根据热平衡定律，如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，选项E正确．【变式2】关于内能的概念，下列说法中正确的是()A．若把氢气和氧气看作理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气具有的内能不相等B．一定质量0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大C．物体吸收热量后，内能一定增加D．一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能E．做功和热传递是不等价的【答案】ABD【解析】具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气，分子平均动能相等，氢气分子数较多，内能较大，所以具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气具有的内能不相等，选项A正确；一定质量0 ℃水和0 ℃冰的温度相同，分子平均动能相同，由于0 ℃的冰需要吸收热量才能融化为0 ℃的水，温度不变，分子平均动能不变，根据能量守恒定律，一定质量0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大，选项B正确；根据热力学第一定律，物体吸收热量后，若对外做功，则内能不一定增加，选项C错误；一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，由于体积增大，对外做功，根据热力学第一定律，吸收的热量等于对外做功和增加的内能之和，所以吸收的热量大于增加的内能，选项D正确；在改变内能时，做功和热传递是等价的，选项E错误．热点题型二热力学第二定律的理解1．对热力学第二定律关键词的理解在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的涵义．(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等．2．热力学第二定律的实质自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．如(1)高温物体热量Q能自发传给热量Q不能自发传给低温物体．(2)功能自发地完全转化为不能自发地且不能完全转化为热．(3)气体体积V 1能自发地膨胀到不能自发地收缩到气体体积V2(较大)．(4)不同气体A和B能自发地混合成不能自发地分离成混合气体AB.3．两类永动机的比较分类第一类永动机第二类永动机设计要求不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器不可能制成的原因违背能量守恒定律不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律【例2】下列关于热现象的描述不正确的是()A．根据热力学定律，热机的效率不可能达到100%B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规则的E．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律【答案】BDE【解析】.根据热力学第二定律可知，热机不可能从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化，因此，热机的效率不可能达到100%，选项A正确；做功是通过能量转化改变系统的内能，热传递是通过能量的转移改变系统的内能，选项B错误；温度是表示热运动的物理量，热传递过程中达到热平衡时，温度相同，选项C正确；单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动表现出统计规律，选项D错误；由热力学第二定律知，热量不可能从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，空调机作为制冷机使用时，消耗电能，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，选项E错误．【变式1】关于热力学定律，下列说法正确的是()A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程【答案】ACE【解析】内能的改变可以通过做功或热传递进行，故A对；对某物体做功，若物体向外放热，则物体的内能不一定增加，B错；在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收热量可以将其全部变为功，C对；在引起其他变化的情况下，可以将热量从低温物体传向高温物体，D错；涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故E对．【变式2】.下列说法正确的是()A．压缩气体总能使气体的温度升高B．能量耗散过程中能量是守恒的C．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律D．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第一定律E．能量耗散过程从能量转化的角度反映了自然界中的宏观过程具有方向性【答案】BCE【解析】内能的变化取决于做功和热传递两个方面，压缩气体并不一定能使气体温度升高，选项A错误；由能量守恒定律可知，选项B正确；第一类永动机是指不消耗能量却可以不断向外做功的机器，违背了能量守恒定律，选项C正确；第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，选项D错误；由热力学第二定律可知，选项E正确．热点题型三封闭气体多过程的问题多过程问题的处理技巧研究对象(一定质量的气体)发生了多种不同性质的变化，表现出“多过程”现象．对于“多过程”现象，则要确定每个有效的“子过程”及其性质，选用合适的实验定律，并充分应用各“子过程”间的有效关联．解答时，特别注意变化过程可能的“临界点”，找出临界点对应的状态参量，在“临界点”的前、后可以形成不同的“子过程”．汽缸封闭气体问题【例3】(2018·高考全国卷Ⅱ)如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a 距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体．已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦．开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0.现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处．求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功．重力加速度大小为g.【答案】(1＋hH)(1＋mgp0S)T0(p0S＋mg)h【解析】开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动．设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有p0 T0＝p1 T1①根据力的平衡条件有p1S＝p0S＋mg②联立①②式可得T1＝(1＋mgp0S)T0③此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b 处时气体的体积分别为V 1和V 2.根据盖—吕萨克定律有 V 1T 1＝V 2T 2④ 式中V 1＝SH ⑤ V 2＝S (H ＋h )⑥ 联立③④⑤⑥式解得 T 2＝(1＋h H )(1＋mgp 0S)T 0⑦从开始加热到活塞到达b 处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为 W ＝(p 0S ＋mg )h ⑧【变式】.(2019·河南南阳一中模拟)如图所示，两个壁厚可忽略的导热良好的圆柱形金属筒A 和B 套在一起， 底部到顶部的高度为20 cm ，两者横截面积相等，光滑接触且不漏气．将A 系于天花板上，用手托住B ，使 它们内部密封的气体强与外界大气压相同，均为1.1×105 Pa ，然后缓慢松手，让B 下沉，当B 下沉了2 cm 时，停止下沉并处于静止状态．求：(1)此时金属筒内气体的压强；(2)若当时的温度为24 ℃，欲使下沉后的套筒恢复到下沉前的位置，应将温度变为几摄氏度？ 【答案】(1)1.0×105 Pa (2)－3 ℃【解析】(1)设金属筒横截面积为S cm 2，p 1＝1.1×105 Pa ，V 1＝20S cm 3，V 2＝22S cm 3 根据玻意耳定律，p 1V 1＝ p 2V 2，p 2＝p 1V 1V 2＝1.1×105×20S22SPa ＝1.0×105 Pa(2)V 2＝22S cm 3，T 2＝297 K ，V 3＝20S cm 3，根据盖—吕萨克定律得到，V 2T 2＝V 3T 3，T 3＝V 3T 2V 2 ＝20S ×29722S K ＝270K ，t ＝(270－273)℃＝－3 ℃. 活塞封闭气体问题【例4】如图所示为一竖直放置的导热性能良好的玻璃管，玻璃管下端封闭，上端开口．现在管口下方某位 置放一密封性良好质量和厚度均可忽略不计的薄板，封闭一定质量的理想气体，此时封闭气体的温度为T 0，封闭气柱长度为l 0＝10 cm.现在薄板上放置3个质量为m 的物体，系统平衡时，封闭气柱的长度变为l 1＝5 cm ， 现使封闭气体的温度缓慢升高60 ℃，系统再次平衡时封闭气柱的长度为l 2＝6 cm ；然后取走2个质量为m 的物体，再次使封闭气体的温度缓慢升高40 ℃，系统第三次平衡时，封闭气柱的长度为l 3.(已知上述过程 中薄板没有离开玻璃管)求：(1)开始时封闭气体的温度t 应为多少？(2)系统第三次平衡时，封闭气柱的长度l 3为多少？ 【答案】 (1)27 ℃ (2)10 cm【解析】 (1)气体初始状态：体积为V 0＝l 0S ，压强为p 0，温度为T 0 将质量为3m 的物体放在薄板上，则体积V 1＝l 1S ，温度T 1＝T 0 压强为：p 1＝p 0＋3mg S气体经等温变化，得：p 0V 0＝p 1V 1 则p 1＝2p 0由以上各式解得p 0＝3mgS当气体温度升高60 ℃时，温度为：T 2＝T 0＋60 K ，体积为：V 2＝l 2S 由于该过程为等压变化，则：V 1T 1＝V 2T 2代入数据解得：T 0＝300 K 则t ＝(300－273) ℃＝27 ℃(2)取走质量为2m 的物体，继续加热使气体的温度再升高40 ℃后，最终气柱的高度为l 3，体积V 3＝l 3S ，压强p 3＝p 0＋mg S ＝43p 0，温度T 3＝400 K则由理想气体状态方程有p 0V 0T 0＝p 3V 3T 3代入数据解得：l 3＝10 cm.【变式】(2019·宁夏五中联考)一足够高的内壁光滑的导热汽缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用 不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞的面积为1.5×10－3 m 2，如图所示，开始时气体的体积为 3.0×10－3 m 3，现缓慢地在活塞上倒上一定质量的细沙，最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的三分之 一．设大气压强为1.0×105 Pa.重力加速度g 取10 m/s 2，求：(1)最后汽缸内气体的压强为多少？(2)最终倒在活塞上细沙的总质量为多少千克？ 【答案】(1)3.0×105 Pa (2)30 kg【解析】(1)汽缸内气体的温度保持不变，根据玻意耳定律可知p 1V 1＝p 2V 2 代入数据解得p 2＝p 1V 1V 2＝3.0×105 Pa ；(2)活塞受力分析如图所示根据力的平衡条件：p 2S ＝p 0S ＋mg ，代入数据解得：m ＝p 2－p 0Sg＝30 kg. 热点四 关联气体的状态变化问题 多系统问题的处理技巧多个系统相互联系的一定质量气体问题，往往以压强建立起系统间的关系，各系统独立进行状态分析，要确定每个研究对象的变化性质，分别应用相应的实验定律，并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联．若活塞可自由移动，一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系．活塞封闭气体的问题【例5】(2018·高考全国卷Ⅱ)如图，容积为V 的汽缸由导热材料制成，面积为S 的活塞将汽缸分成容积相等 的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K.开始时，K 关闭，汽缸 内上下两部分气体的压强均为p 0.现将K 打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为V8时，将K 关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了V6.不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g .求流入汽缸内液体的质量．【答案】15p 0S26g【解析】设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V 1，压强为p 1；下方气体的体积为V 2，压强为p 2.在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得 p 0V2＝p 1V 1① p 0V2＝p 2V 2② 由已知条件得 V 1＝V 2＋V 6－V 8＝1324V ③V 2＝V 2－V 6＝V 3④设活塞上方液体的质量为m ，由力的平衡条件得 p 2S ＝p 1S ＋mg ⑤联立以上各式得m ＝15p 0S26g ⑥水银柱封闭气体的问题【例6】(2018·高考全国卷Ⅱ )在两端封闭、粗细均匀的U 形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封 闭有一段空气．当U 形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l 1＝18.0 cm 和l 2＝12.0 cm ，左 边气体的压强为12.0 cmHg.现将U 形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边．求U形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中，气体温度不变．【答案】22.5 cm7.5 cm【解析】设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2.U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p.此时原左、右两边气柱长度分别变为l1′和l2′.由力的平衡条件有p1＝p2＋ρg(l1－l2)①式中ρ为水银密度，g为重力加速度大小．由玻意耳定律有p1l1＝pl1′②p2l2＝pl2′③两边气柱长度的变化量大小相等l1′－l1＝l2－l2′④由①②③④式和题给条件得l1′＝22.5 cm⑤l2′＝7.5 cm⑥热点题型五变质量问题分析气体变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，使变质量问题转化为气体质量一定的问题，然后利用理想气体状态方程求解．充气问题设想将充进容器内的气体用一个无形的弹性口袋收集起来，那么，当我们取容器和口袋内的全部气体为研究对象时，这些气体的状态不管怎样变化，其质量总是不变的，这样我们就将变质量的问题转化成质量一定的问题了．【例7】一个篮球的容积是2.5 L ，用打气筒给篮球打气时，每次把105 Pa 的空气打进去125 cm 3. 如果在打气前篮球内的空气压强也是105 Pa ，那么打30次以后篮球内的空气压强是多少？(设打气过程中气体温度不变)【答案】 2.5×105 Pa【解析】 设V 2为篮球的容积，V 1为30次所充空气的体积及篮球的容积之和，则V 1＝V 2＋n ΔV ＝2.5 L ＋30×0.125 L ＝6.25 L由于整个过程中空气质量不变，温度不变，可用玻意耳定律求解，即有p 1V 1＝p 2V 2解得p 2＝p 1V 1V 2＝105×6.252.5Pa ＝2.5×105 Pa. 抽气问题在用抽气筒对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，解决该类变质量问题的方法与充气问题类似：假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题．【例8】用容积为ΔV 的活塞式抽气机对容积为V 0的容器中的气体抽气，如图所示．设容器中原来的气体压强为p 0，抽气过程中气体温度不变．求抽气机的活塞抽气n 次后，容器中剩余气体的压强p n 为多少？【答案】 (V 0V 0＋ΔV )n p 0【解析】 当活塞下压时，阀门a 关闭，b 打开，抽气机汽缸中ΔV 体积的气体排出，容器中气体压强降为p 1.活塞第二次上提(即抽第二次气)，容器中气体压强降为p 2，根据玻意耳定律，对于第一次抽气，有p 0V 0＝p 1(V 0＋ΔV )，解得p 1＝V 0V 0＋ΔV p 0，对于第二次抽气，有p 1V 0＝p 2(V 0＋ΔV )，解得p 2＝(V 0V 0＋ΔV )2p 0，以此类推，第n 次抽气后容器中气体压强降为p n ＝(V 0V 0＋ΔV )n p 0. 灌气问题 将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一种典型的变质量问题，分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究，即可将变质量问题转化为质量一定的问题．【例9】某容积为20 L的氧气瓶装有30 atm的氧气，现把氧气分装到容积为5 L的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为5 atm，若每个小钢瓶中原有氧气压强为1 atm，问能分装多少瓶？(设分装过程中无漏气，且温度不变)【答案】25【解析】设最多能分装n个小钢瓶，并选取氧气瓶中的氧气和n个小钢瓶中的氧气整体为研究对象．因为分装过程中温度不变，故遵循玻意耳定律．分装前整体的状态：p1＝30 atm，V1＝20 L；p2＝1 atm，V2＝5n L.分装后整体的状态：p1′＝5 atm，V1＝20 L；p2′＝5 atm，V2＝5n L根据玻意耳定律，有p1V1＋p2V2＝p1′V1＋p2′V2代入数据解得n＝25(瓶)．漏气问题容器漏气过程中容器内的气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，不能直接用理想气体状态方程求解．如果选容器内原有气体为研究对象，便可使问题变成质量一定的气体状态变化问题，这时可用理想气体状态方程求解.【例10】某个容器的容积是10 L，所装气体的压强是2.0×106 Pa.如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？(设大气压是1.0×105 Pa)【答案】5%【解析】以原来气体为研究对象，设原来的气体体积为V1，膨胀后气体的体积为V2.如图所示．初状态：p1＝2.0×106 Pa，V1＝10 L末状态：p2＝1.0×105 Pa，V2＝？由玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2，解得V 2＝p 1V 1p 2＝200 L V 1V 2＝10200×100%＝5%，即容器里剩下的气体是原来的5%. 热点题型六 热力学第一定律与图象的综合应用判断理想气体内能变化的两种方法(1)一定质量的理想气体，内能的变化完全由温度变化决定，温度升高，内能增大．(2)若吸、放热和做功情况已知，可由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 来确定．【例11】(2018·高考全国卷Ⅱ)如图，一定质量的理想气体从状态a 开始，经历过程①、②、③、④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E ．状态d 的压强比状态b 的压强小【答案】 BDE【解析】 过程①为等容变化，根据查理定律有p a T a ＝p b T b，因为温度逐渐增加，则气体的压强逐渐增加，故选项A 错误；过程②气体体积增加，则气体对外界做正功，故选项B 正确；过程④中为体积不变，则气体对外界不做功，外界对气体也不做功，即W ＝0，理想气体的温度降低，则内能减少，即ΔU <0，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知Q <0，则气体向外界放出了热量，故选项C 错误；状态c 、d 的温度相等，则分子平均动能相等，理想气体没有分子势能，则内能相等，故选项D 正确；连接Ob 、Od ，根据pV T ＝C 得T V＝p C，Ob 斜率大于Od 斜率，则状态d 的压强比状态b 的压强小，故选项E 正确． 【变式】(2018·高考全国卷Ⅱ)如图，一定量的理想气体从状态a 变化到状态b ，其过程如p V 图中从a 到b 的直线所示．在此过程中 ( )A．气体温度一直降低B．气体内能一直增加C．气体一直对外做功D．气体一直从外界吸热E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功【答案】BCD【解析】在pV图中理想气体的等温线是双曲线的一支，而且离坐标轴越远温度越高，故从a到b温度升高，A错；一定质量的理想气体的内能由温度决定，温度越高，内能越大，B对；气体体积膨胀，对外做功，C对；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得Q＝ΔU－W，由于ΔU＞0、W＜0，故Q＞0，气体吸热，D对；由Q＝ΔU－W可知，气体吸收的热量一部分用来对外做功，一部分用来增加气体的内能，E错．热点题型七热力学第一定律与气体实验定律的综合应用解决热力学定律与气体实验定律综合问题的思路【例12】(2019·河北保定模拟)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，最终还回到原来状态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？【答案】 (1)V 03(2)V 0 (3)气体吸收热量2p 0V 0 【解析】 (1)由题图可知，从状态A 到状态B 为等温变化过程，状态B 时气体压强为p 1＝3p 0，设体积为V 1，由玻意耳定律得p 0V 0＝p 1V 1，解得V 1＝V 03. (2)由题图可知，从状态B 到状态C 为等压变化过程，状态C 时气体温度为T 2＝3T 0，设体积为V 2，由盖－吕萨克定律得V 1T 0＝V 2T 2，解得V 2＝V 0. (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W BC ，W BC ＝p 2(V 1－V 2)，联立解得W BC ＝－2p 0V 0；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 ＝W BC ＝－2p 0V 0；从状态B 经状态C 回到状态A ，内能增加量为U ＝0，气体从外界吸收的热量为Q ，内能增加量为U ，由热力学第一定律得U ＝Q ＋W ，解得Q ＝2p 0V 0，即气体从外界吸收热量2p 0V 0.【变式】我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录．在某次深潜实验中，“蛟龙” 号探测到990 m 深处的海水温度为280 K ．某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化．如图所示， 导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度T 0＝300 K ，压强 p 0＝1 atm ，封闭气体的体积V 0＝3 m 3，如果将该汽缸下潜至990 m 深处，此过程中封闭气体可视为理想气 体．(1)下潜过程中封闭气体______(填“吸热”或“放热”)，传递的热量______(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功．(2)求990 m 深处封闭气体的体积(1 atm 相当于10 m 深的海水产生的压强)．【答案】(1)放热 大于 (2)2.8×10－2 m 3【解析】(1)下潜过程中温度降低，则ΔU <0，气体体积减小，则W >0，由ΔU ＝Q ＋W 知，Q <0，放热，且|Q |>W .(2)当汽缸下潜至990 m 时，设封闭气体的压强为p ，温度为T ，体积为V ，由题意可知p ＝100 atm 根据理想气体状态方程得p 0V 0T 0＝pV T。
2023年高考物理热点复习：热力学定律与能量守恒定律(附答案解析)
2023年高考物理热点复习：热力学定律与能量守恒定律
【2023高考课标解读】
1.知道改变内能的两种方式，理解热力学第一定律.
2.知道与热现象有关的宏观物理过程的方向性，了解热力学第二定律.
3.掌握能量守恒定律及其应用．
【2023高考热点解读】
一、热力学第一定律
1．改变物体内能的两种方式
(1)做功；(2)热传递。
2．热力学第一定律
(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
(2)表达式：ΔU＝Q＋W。
3．ΔU＝W＋Q中正、负号法则
物理量W QΔU
＋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
二、热力学第二定律的理解
1．热力学第二定律的两种表述
(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。
2．用熵的概念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(选填“增大”或“减小”)。
3．热力学第二定律的微观意义
一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
三、能量守恒定律和两类永动机
1．能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
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2020年高考物理实验专项复习：《其他热学实验》(解析版)
《其他热学实验》一、实验题1.某小组同学利用如图(a)所示的装置研究一定质量气体的压强与温度的关系．他们在与压强传感器相连的试管中封闭了一定质量的气体，将温度传感器的热敏元件伸入到试管内部，通过数据采集器和计算机测得试管内气体的压强和温度．实验中，把试管浸在烧杯的冷水中，通过在烧杯中逐次加入热水来改变试管内气体的温度．温度传感器压强传感器试管热敏元件(a)(1)该组同学在先后三次实验中获得了三组实验数据，通过计算机绘出的p−t图象分别如图(b)中的a、b、c所示，其中三条线不重合的原因是______；(2)如果图中p1为已知量，则图线a的函数表达式为______；(3)如果某次实验中，加入热水后没有充分搅拌，就立即记录压强和温度的数值，则测量的气体温度和该时刻气体实际温度相比将______(填“偏高”“偏低”“一致”)2.在“研究一定质量理想气体在温度不变时，压强和体积的关系”实验中．某同学按如下步骤进行实验：①将注射器活塞移动到体积适中的V0位置，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0．②用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气体体积．③读出注射器刻度表示的体积V，通过DIS系统记录下此时的V与压强p．④重复②③两步，记录5组数据．作p−1图．V(1)在上述步骤中，该同学对器材操作的错误是：______.因为该操作通常会影响气体的______(填写状态参量)．(2)若软管内容积不可忽略，按该同学的操作，最后拟合出的p−1直线应是图a中的______.(填V写编号)(3)由相关数学知识可知，在软管内气体体积△V不可忽略时，p−1图象为双曲线，试用玻意耳V定律分析，该双曲线的渐近线(图b中的虚线)方程是p=______.(用V0、p0、△V表示)3.如图为一个测温装置，图中C为测温泡，装入水银的U形管B管开口向上，A管通过细玻璃管与测温泡C相通，U形管的下端通过软管相连．测温时，调节B管的高度，使A管中的液面保持在a处，此时根据U形管A、B两管水银面的高度差就能知道测温泡所处环境的温度．假设该测温装置在制定刻度时的大气压为76cmHg，该温度计的0℃和30℃刻度线间的距离正好是30cm．(1)当测温泡中气体温度升高时，为使A管中的液面保持在a处，则B管应向______(填“上”或“下”)移动；(2)该测温装置的刻度应刻在______管(填“A”或“B”)；(3)由于天气的原因会导致大气压发生变化，当实际温度为16℃时，该温度计的读数为17℃，则此时大气压为______cmHg．4.如图甲所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置．将气球、压强传感器和大型注射器用T型管连通．初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积V0，压强p0.T型管与传感器内少量气体体积可忽略不计．缓慢推动注射器，保持温度不变，装置密封良好．(1)该装置可用于验证______定律．(填写气体实验定律名称)V0，压强传感器读数(2)将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为23为p1，则此时气球体积为______．(3)继续推动活塞，多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强，计算出对应的气球体积，得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图．根据该图象估算：若初始时注射器内仅有体积为0.5V0、压强为p0的气体．当气体全部压入气球后，气球内气体的压强将变为______p0.(保留3位小数)5.采用验证玻马定律实验的主要器材针管及其附件，来测定大气压强的值，实验步骤如下：(1)将针管水平固定，拔下橡皮帽，向右将活塞从针管中抽出。
2020年新高考山东卷物理试题解析
220 2
2
V
220V ，根据理想变压
器电压规律 U1 U2
n1 n2
可知副线圈电压有效值为U2
n2 n1
U1
3 220V 22
30V ，灯泡正常工作时电压为
24V
，则通过灯泡的电流即副线圈部分的干路电流为
IL
UL RL
24 A 15
1.6A ，根据串联分压规律可
知, R1 和 R2 、 R 构成的并联电路部分的分压为 U U2 UL 30V 24V 6V ,则通过 R1 的电流为
n
v cc
故选 A.
4。一列简谐横波在均匀介质中沿 x 轴负方向传播，已知 x 5 处质点的振动方程为 y Acos(2π t) ，则
4
T
t 3 T 时刻的波形图正确的是（ ） 4
A。
B.
C。
D.
t 3T
5 +1
【解
yA
析
cos
】2T选t
DA。cos根 2T据
题3 T 4
意 可Ac知os
I1
U R1
6 10
A
0.6A
,通过
R2
、
R
的电流为
I2
IL
I1
1.6A
0.6A
1A ，
R2
、
R
串联的总电阻
，解得滑动变阻器的阻值为
R
U I2
R2
6 1
Ω
5Ω
1Ω ，A 正确，B、C、D 均错误.故选
A。
6.一定质量的理想气体从状态 a 开始，经 a→b、b→c、c→a 三个过程后回到初始状态 a，其 p-V 图像如图
D。 气体在 c→a 过程中内能的减少量大于 b→c 过程中内能的增加量
高考物理难点剖析热力学与统计物理篇
高考物理难点剖析热力学与统计物理篇高考物理难点剖析——热力学与统计物理篇热力学与统计物理是高考物理考试中的难点之一。
本文将对热力学与统计物理的相关知识点进行剖析，并提供解题思路和方法，帮助考生更好地应对高考物理考试。
一、热力学基本概念热力学是研究热、功、能量转化和宏观物质性质变化规律的学科。
高考物理中，热力学重点考察以下几个方面的知识：1. 热平衡与温度：热平衡是指两个物体之间不再有热量的净交换，达到了温度的均衡状态。
温度是物体内部微观粒子的平均动能的度量。
2. 热容与比热容：热容是物体吸收或放出单位温度变化的热量，比热容是单位质量物质的热容。
3. 理想气体定律：理想气体状态方程P V = n R T ，其中P为气体压强，V为气体体积，n为气体的物质量，R为气体常数，T为气体的绝对温度。
二、热力学应用题解析1. 热机效率计算：热机效率是指热机从热源吸收的热量转化为有用功的比例。
根据热力学第一定律，热机效率计算公式为η = 1 - Qc/Qh，其中Qc为冷热源吸收的热量，Qh为热源释放的热量。
2. 热传导问题：热传导是热能在物体内部通过分子碰撞而传递的过程。
高考中，常常涉及到棒的温度分布、导热系数的计算等问题。
应用热传导公式Q = λA△T/ △x，其中Q为传热量，λ为导热系数，A为热传导面积，△T为温度差，△x为传热距离。
三、统计物理基本概念统计物理是基于微观粒子的统计规律，研究宏观系统的物理性质的学科。
高考物理中，统计物理重点考察以下几个方面的知识：1. 分子平均动能：分子平均动能与温度成正比，根据分子平均动能公式E = 3/2 kT，其中E为分子的平均动能，k为玻尔兹曼常数，T为温度。
2. 理想气体性质：理想气体在低密度和高温度下符合理想气体状态方程。
根据理想气体状态方程P V = n R T，可以计算气体的物态参数。
3. 热力学基本过程：高考中，常常涉及到等压、等体积、绝热等热力学基本过程。
2020学年普通高等学校招生全国统一考试(新课标Ⅲ卷)物理及答案解析
2020年普通高等学校招生全国统一考试（新课标Ⅲ卷）物理一、选择题：本题共8个小题，每题6分，共48分。
在每个小题给出的四个选项中，第1-4题只有一项符合题目要求，第5-8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对不全的得3分，有选错的得0分。
1.（6分）1934年，约里奥﹣居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al ，产生了第一个人工放射性核素X ：α+2713Al→n +X 。
X 的原子序数和质量数分别为( )A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31解析：设X 的质量数为m ，电荷数为n ，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知： 4+27=1+m ； 2+13=0+n解得：m=30；n=15；故其原子序数为15，质量数为30；故B 正确，ACD 错误。
答案：B2.（6分）为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P ，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q 的轨道半径约为地球半径的4倍。
P 与Q 的周期之比约为( ) A.2：1 B.4：1 C.8：1 D.16：1解析：根据题意可得P 与Q 的轨道半径之比为： r P ：r Q =4：1根据开普勒第三定律有：32r T =k得：32PP r T =32Q Q r T可得周期之比为：T P ：T Q =8：1故C 正确，ABD 错误。
答案：C3.（6分）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正。
该电阻上电压的峰值均为u 0，周期均为T ，如图所示。
则Q 方：Q 正等于( )A.1：2B. 2：1C.1：2D.2：1解析：由图可知，方形交流电源的有效值为U 0，故其一周期产生的热量为：Q 方=20U R T ；正弦式交流电的有效值为：U=02故其一周期产生的热量为：Q 正=2U R T=202U T R ；故有：Q 方：Q 正=2：1； 故D 正确，ABC 错误。
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选修3-3 第一章热学
第1讲分子支理论热力学定律与能量守恒
图1－1－4
1．(2020·广东，13) (1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”
是通过________方式改变物体的内能，把________转变成内能．
(2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，
并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图1－1－4.这是因为烧瓶里的气体吸收了水的________，温度________，体积________．
解析：(1)热力学第一定律是对能量守恒定律的一种表述方式．热力学第一定律指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变．所以钻木取火是通过做功把机械能转化为内能．
(2)内能可以从一个物体传递给另一个物体(高温到低温)，使物体的温度升高；
一定质量的气体，当压强保持不变时，它的体积V随温度T线性地变化．所以从冰箱里拿出的烧瓶中的空气(低温)吸收水(高温)的热量温度升高，体积增大．
答案：(1)做功机械能(2)热量升高增大
2．(1)物质是由大量分子组成的，分子直径的数量级一般是________ m．能说明分子都在永不停息地做无规则运动的实验事实有________(举一例即可)．在两分子间的距离由r0(此时分子间的引力和斥力相互平衡，分子作用力为零)逐渐增大的过程中，分子力的变化情况是________(填“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”“先减小后增大”)．
(2)一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，如果增大气体体积，气
体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900 J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出
或吸收多少热量？(简要说明理由)
答案：(1)10－10 布朗运动(或扩散现象) 先增大后减小
(2)气体压强减小 一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律，当气体对外做功时气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功量，即900 J.
3．(1)据某报报道：天津一小男孩睡觉时，臀部将压在下面的打火机焐炸，丁烷
气体外泄，致使屁股局部速冻成伤．请你运用所学过的热学知识判断下列说法正确的是( )
A ．焐炸是因为打火机内丁烷液体变热汽化，体积增加，压强增大而爆炸
B ．焐炸的过程符合热力学第一定律
C ．市报关于局部速冻成伤的报道不符合科学道理
D ．爆炸后，丁烷外泄并迅速汽化吸热，由于吸热速度快而使屁股局部速冻成伤
(2)用长度可放大600倍的显微镜观察布朗运动．估计放大后的小碳粒体积为0.1×10－9 m 3，碳的密度是2.25×120 kg/m 3，摩尔质量是1.2×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol －1，则该小碳粒含分子个数约为多少个？(取1位有效数字)
解析：(2)小碳粒体积V ＝0.1×10－9
6003 m 3＝4.6×10－19 m 3 该小碳粒含分子个数为N ＝ρV M
N A ，代入数值解得：N ＝5×1190个． 答案：(1)ABD (2)5×1190个
4．(1)以下说法正确的是( )
A ．分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动
B ．碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间存在着斥力
C ．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大
D ．液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性
E ．在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降
F．在完全失重的情况下，熔化的金属能够收缩成标准的球形
(2)
图1－1－5
如图1－1－5是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，封闭有一定质量的理想气体，若用力缓慢向下推动活塞，使活塞向下移一段距离，不计活塞与气缸内壁间的摩擦，环境温度保持不变，由此可以判断，被封闭气体的内能________(填“不变”或“改变”)，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体________热(填“吸”或“放”)．
解析：(1)考查热学中的分子动理论、液晶的特性及气体的物态变化. 碎玻璃不能拼在一起是因为分子间的距离不能达到分子引力的范围；物体内分子的平均动能仅由温度决定，与物体运动的快慢无关；液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性；轮胎爆裂的一瞬间，气体膨胀对外做功，来不及热交换，因此气体的内能减少，温度降低．
(2)考查热力学第一定律．气缸导热性能良好，用力缓慢地向下推动活塞的过
程中，缸内气体充分地与外界热交换，温度不变，内能不变，外界对气体做功，气体放出热量．
答案：(1)ADEF (2)不变放
5．(1)下列说法中正确的是( )
A．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显
B．在使两个分子间的距离由很远(r>10－9 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大
C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大
D．一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大
E．内能向机械能转化是有条件的，即环境中必须存在温度差，通过科技创新，我们能够研制出将内能全部转化为机械能而不产生其他影响的热机
(2)已知水的密度ρ＝1.0×120 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1.一滴露水的体积大约是6.0×10－5 cm3，它含有________个水分子．如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝进6.0×120个水分子，那么它每分钟喝进水的质量是________ kg(结果保留两位有效数字)．
解析：(1)悬浮微粒越大，单位时间内撞击它的分子数越多，布朗运动越不明显，A错．分子从很远靠近时，分子间作用力先增大后减小再增大，B错．根据热力学第二定律我们无法研制出那样的热机，E错．
(2)水分子个数为N＝ρV
M
·N A＝
1.0×103×6.0×10－11
1.8×10－2
×6.0×1023个＝
2.0×1198个，喝进水的质量为m＝n
N A
·M＝1.8×10－18 kg.
答案：(1)CD (2)2.0×1198 1.8×10－18
图1－1－6
6．如图1－1－6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？
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Q1大于气体膨胀对外做的功W1，气体内能增加，由热力学第一定律，气体内能增加量为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，因而气体必向外界放热，放出的热量为
Q2＝ΔU－W2＝(－120)J－200 J＝－320 J.
答案：放热320 J。