专题强化　热力学第一定律和气体实验定律的综合应用+++课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第三章专题：热力学第一定律和气体实验定律的综合应用1.会分析热力学图像的物理意义，并结合热力学第一定律分析有关能量问题(重难点)。2.会综合分析热力学第一定律和气体实验定律结合的有关问题(重难点)。学习目标内容索引一、热力学第一定律与气体状态图像的结合二、热力学第一定律与气体实验定律的综合<一>热力学第一定律与气体状态图像的结合如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，请思考以下问题：(1)在变化过程中是气体对外界做功还是外界对气体做功？p-V图像与V轴围成的面积表示什么？答案

由a状态变化到b状态，气体体积变大，因此气体对外界做功，即W<0。p-V图像中图线与V轴所围面积表示做功的绝对值，|W|=p1(V2-V1)。(2)在变化过程中气体内能增加了还是减少了？气体吸热还是放热？答案

由理想气体状态方程结合p-V图像知从a状态变化到b状态，温度升高，故ΔU>0，内能增加。由ΔU=W+Q得Q>0，即气体吸热。

(2025·重庆市九龙坡区高二期末)“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。在“空气充电宝”某个工作过程中，“空气充电宝”内一定质量理想气体的p-T图像如图所示。下列说法正确的是A.a到b过程中，外界对“空气充电宝”内气体做正功B.a到b过程中，“空气充电宝”内气体从外界吸收热量C.b到c过程中，“空气充电宝”内气体内能不变D.b到c过程中，外界对“空气充电宝”内气体做正功例1√

(多选)(2024·沈阳市高二期末)如图所示，一定质量的某种理想气体，沿p-V图像中箭头所示方向，从状态a开始先后变化到状态b、c，再回到状态a。已知状态a气体温度为27℃(绝对零度取-273℃)，则下列说法正确的是A.气体在c状态时的温度为150KB.从状态a→b→c的过程中，气体内能减小C.气体在a→b→c→a过程中放出热量100JD.气体在b→c过程中单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数变少例2√√

例3√√

气体对外界做正功，其值为W=p0(Vc-Va)=p0(2V0-V0)=p0V0根据热力学第一定律可得该过程气体内能变化量ΔU=Q-W=Q-p0V0由于从状态c到状态b为等温变化，所以从状态a到状态b和从状态a到状态c的过程，气体内能的变化量相同，圴为Q-p0V0，故C错误，D正确。返回<二>热力学第一定律与气体实验定律的综合

(多选)(2024·河北省高二期末)在打乒乓球时如果不小心把乒乓球压瘪了，但还不漏气，可以把被压瘪的乒乓球放进杯子里，再往杯子里倒入热水，过一会儿乒乓球就可以复原。如图，压瘪的乒乓球内气体的体积为30mL，气体的压强为1.12×105Pa，温度为27℃，倒入热水复原后球内气体的体积为32mL，温度为87℃，球内气体可视为理想气体。则下列说法正确的是A.乒乓球内气体温度升高后，每个气体分子的动能都增大B.乒乓球复原过程中外界对球内气体做功C.乒乓球复原过程中球内气体吸收热量D.乒乓球复原后球内气体的压强为1.26×105

Pa例4√√

(2023·浙江1月选考)某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积S=100cm2、质量m=1kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度TA=300K、活塞与容器底的距离h0=30cm的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升d=3cm恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度TC=363K的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了ΔU=158J。取大气压p0=0.99×105Pa，g取10m/s2，求气体

(1)在状态B的温度；例5答案

330K

(2)在状态C的压强；答案

1.1×105Pa

(3)由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。答案

188J根据题意可知，从状态A到状态C的过程中气体对外做功，则W0=-