专题07 热力学定律-2021-2022学年高二物理下学期期末考点大串讲（人教版2019）（解析版）

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专题 07 热力学定律
【思维导图】
【知识详解】
一、热力学第一定律
1.公式
ΔU =Q+W
的符号规定
符号
W
Q
ΔU
+体积减小，外界对热力学系统做功 热力学系统吸收热量 内能增加
-体积增大，热力学系统对外界做功 热力学系统放出热量 内能减少
2.对于理想气体来说，因不考虑分子势能，故其内能为所有分子动能的总和（即等于分子数与分子热运动
的平均动能的乘积）。内能仅由分子数与温度决定，因此对于一定质量的理想气体来说，内能是否变化取
决于其温度是否变化。升温，
ΔU
为正;降温，
ΔU
为负;温度不变，
ΔU =0
。
3.理想气体是否做功，取决于其体积的变化。若体积变大，则气体对外界做功；体积变小，则外界对气体
做功；体积不变，则做功为零。
4.热量
取决于容器是绝热的还是导热的，并不是温度升高吸热，温度降低放热。
5.外界对理想气体做功或理想气体对外界做功时，若恒压膨胀，即压强不变时，功的计算公式为
W=pΔV ¿
为理想气体的压强、
ΔV
为理想气体体积的变化量）。
【例 1】一定质量的理想气体从状态 a开始，经历三个过程 ab、bc、ca 回到原状态，其压强 p与温度 t的关
系图像如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．气体在 a状态时的体积小于在 b状态时的体积
B．气体在状态 a时的内能大于它在状态 b时的内能
C．气体在过程 ab 中一定吸收热量
D．气体在过程 ca 中向外界放出的热量小于外界对气体做的功
【答案】C
【详解】A．由图可知，若横轴用热力学温标，则过程 ab 对应的 p-T图像过原点，即 为定值，根据查理
定律可知 ab 为等容过程，所以气体在 a、b两状态的体积相等，故 A错误；
B．气体在状态 a时的温度低于它在状态 b时的温度，所以气体在状态 a时的内能小于它在状态 b时的内能，
故B错误；
C．ab 为等容过程，W=0，温度升高，气体内能增大， ，根据热力学第一定律 可知，气
体在过程 ab 中一定吸收热量，故 C正确；
D．ca 为等压过程，气体温度降低，内能减小，根据盖—吕萨克定律可知气体体积减小，外界对气体做功，
根据热力学第一定律可知气体在过程 ca 中向外界放出的热量大于外界对气体做的功，故 D错误。故选 C。
【例 2】如图，一定量的理想气体从状态 a（p0， ， ）经热力学过程 、 、 后又回到状态 a
、
对
于 、 、 三个过程，下列说法正确的是（　　）
A． 过程中，气体始终吸热
B． 过程中，气体始终放热
C． 过程中，气体对外界做功
D． 过程中，气体的温度先降低后升高
【答案】AB
【详解】A．由图示图像可知，ab 过程气体体积 V不变而压强 p增大，由一定质量的理想气体状态方程
可知，气体温度升高，气体内能增大 ΔU＞0气体体积不变，外界对气体不做功，由热力学第一定律
ΔU=W+Q
可知 Q=ΔU-W=ΔU＞0气体始终从外界吸收热量，故 A正确；
BC．由图示图像可知，ca 过程气体压强 p不变而体积 V减小，由一定质量的理想气体状态方程
可知，气体温度 T降低，气体内能减小 ΔU＜0气体体积减小，外界对气体做功 W＞0由热力学第一定律
ΔU=W+Q可知 Q=ΔU-W＜0气体始终向外界放出热量，故 C错误，B正确；
D．由图示图像可知，bc 过程气体压强 p与体积 V的乘积先增大后减小，由一定质量的理想气体状态方程
可知，气体温度 T先升高后降低，故 D错误。故选 AB。
二、热力学第二定律
1.热力学第二定律的两种表述
（1）不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化(按照热传递的方向性来表述)。
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