《【过高考】2023年高考物理大一轮单元复习检测（全国通用）》单元13 气体实验定律和热力学定律【亮点讲】（解析版）

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单元 13 气体实验定律和热力学定律
气体实验定律和热力学第一定律是高考的热点。主要以图像形式出现，考查气体实验三定律与热力学
第一定律的综合。本部分试题多与现实生活中的热学现象联系，体会应用物理知识解决实际问题的乐趣。
1.气体实验定律和状态方程问题的解题流程
2．气体变质量问题的常见模型
3．变质量问题的解题流程
4．热力学定律应用的常见模型
5．热力学定律的解题流程
【典例 1】（V-t 图像问题）如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积
−
温度
(V −t)
图上
的两条直线Ⅰ和Ⅱ表示，
V1
和
V2
分别为两直线与纵轴交点的纵坐标，
t0
是它们的延长线与横轴交点的横坐
标，
t0=−273.15° C
；
为直线Ⅰ上的一点。由图可知，气体在状态
a
和
b
的压强之比
pa
pb
=¿
______ ；气
体在状态
b
和
c
的压强之比
pb
pc
=¿
______ 。
【答案】
1
，
V2
V1
【解析】
(1)
根据盖吕萨克定律有
V
t+273.15 =k
整理得
V=kt+273.15 k
由体积
−
温度
(V −t)
图像可知，过程Ⅰ对应的就是等容变化的过程，对应的直线为等压线，则
a
、
b
两点压
强相等，则有
pa
pb
=1
(2)
当温度等于
0℃
，过程Ⅰ对应的体积为
V1
，过程Ⅱ对应的体积为
V2
，由玻意耳定律：
p1V1=p2V2
，
得：
p1
p2
=V2
V1
，由于过程Ⅰ、过程Ⅱ都是等压变化，所以
pb
pc
=V2
V1
。
【典例 2】（P-T 图像问题）如图所示，一定质量的理想气体经历了
A → B →C
的状态变化过程，在此过
程中气体的内能增加了
135 J
，外界对气体做了
90 J
的功。已知状态
A
时气体的体积
VA=600 c m3
。求：
(1)
从状态
A
到状态
C
的过程中，气体与外界热交换的热量，是吸热还是放热；
(2)
状态
A
时气体的压强
pA
。
【答案】
解：
(1)A → B → C
的状态变化过程中，
ΔU =135 J
，
W=90 J
，由热力学第一定律
ΔU =W+Q
，得
Q=ΔU −W =45 J
，即气体从外界吸收
45 J
的热量。
(2)
从状态
A
到状态
B
为等容变化过程，根据查理定律有
pA
TA
=pB
TB
代入数据可得
pB=3pA
从状态
B
到状态
C
为等压变化过程，根据盖
−
吕萨克定律有
VB
TB
=VC
TC
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