3.2 《热力学第一定律》 筑基提能同步练习 高中物理选择性必修第三册（人教版2019）
一、筑基培根——建立物理观念
1．（2022高二下·海淀期末）一定质量的理想气体在某过程中，从外界吸收热量30J，同时对外界做功10J，关于该气体在此过程中的内能变化量，说法正确的是（ ）
A． B． C． D．J
2．（2022高二下·丰台期末）如图所示，现用活塞压缩封闭在汽缸里的空气，对空气做了90J的功，同时空气向外散热21J，关于汽缸里空气的内能变化情况，下列说法正确的是（ ）
A．内能增加90J B．内能增加69J
C．内能减小111J D．内能减少21J
3．（2020高二下·沈阳期末）如图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的（ ）
A．温度升高，内能增加600 J B．温度升高，内能减少200 J
C．温度降低，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J
4．（2017高二下·集宁期末）如图所示，A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银中的同一深度内，A、B均是用一种密度大于水银的特殊材料制作．当温度稍升高时，球的体积会明显地变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢地升高同一值，两球膨胀后体积相等，则（ ）
A．A球吸收的热量较多 B．B球吸收的热量较多
C．两球吸收的热量一样多 D．无法判断两球吸收热量的多少
5．（2024高二下·华州期末）某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )
A．对外做正功，分子的平均动能减小
B．对外做正功，内能增大
C．对外做负功，分子的平均动能增大
D．对外做负功，内能减小
6．（2024高二下·绵阳期末）在一个标准大气压下，的水吸收的热量变为同质量的的水蒸气，在这个过程中，以下四个关系中正确的是（ ）
A．水蒸气的内能与水的内能之差等于
B．水蒸气的内能与水的内能之和等于
C．水蒸气的内能与水的内能之差小于
D．水蒸气的内能与水的内能之差大于
7．（2024高二下·赫章月考）如图，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的气体。气体从状态A（活塞在A处）变为状态B（活塞在B处）时，气体吸收热量280J，气体的内能增加160J，则下列说法正确的是（ ）
A．外界对气体做功120J B．气体对外界做功120J
C．外界对气体做功440J D．气体对外界做功440J
二、能力发展——科学探究与思维
8．（2022高二下·滑县期末）如图，一开口向上的导热气缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。现把该气缸放入升降机中，若升降机竖直向上加速上升，且加速度逐渐增大，气体温度保持不变，则（ ）
A．活塞相对气缸下降，气体内能增加
B．气体压强逐渐增大，内能不变
C．气体压强逐渐增大，放出热量
D．外界对气体做功，气体内能不变
E．外界对气体做功，气体吸收热量
9．（2021高二下·十堰期末）如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空，现将隔板抽出，气体会自发扩散至整个气缸．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．气体被压缩过程中内能增大
C．气体被压缩过程中，气体分子的平均动能不变
D．在自发扩散过程中，气体对外界做功
10．（2020高三上·衡阳月考）二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也是在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减小为原来的一半，温度逐渐降低。此过程中（ ）
A．封闭的二氧化碳气体对外界做正功
B．封闭的二氧化碳气体压强一定增大
C．封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大
D．封闭的二氧化碳气体一定向外界放出热量
11．（2024高二下·市中区月考）如图所示，绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，K与汽缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用力忽略不计．现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡．则
A．a的体积增大了，压强变小了
B．a增加的内能大于b增加的内能
C．加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈
D．b的体积减小，压强增大，但温度不变
12．（2024高二下·梅州期末）一定质量的理想气体，状态从的变化过程可用如图所示的图线描述，其中为等温线，气体在状态A时的温度为TA=300K，下列说法正确的是（ ）
A．气体在状态C时的温度
B．从A到C过程外界对气体做了-600J的功
C．气体从状态D变化到状态A，单位体积内的气体分子数减小，气体分子的平均动能不变
D．若气体从D到A过程中外界对气体做功为250J，则气体从（一次循环）过程中气体吸收的热量为250J
13．（2024高三下·东湖模拟）一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到状态a，其p-V图像如图所示，其中bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，a→b的过程中气体向外界放出热量大小为Q，下列说法正确的是（ ）
A．a、c状态下气体的内能相等
B．a→b的过程中气体内能变化量的绝对值大于放出热量的绝对值
C．b→c的过程中气体从外界吸收热量，大小为
D．的整个过程中气体对外界做功，大小为
三、科学本质——质疑交流与创新
14．（2024高二下·淮安期末）如图所示，内部高为H、底面积为S的绝热气缸静止在水平地面上，气缸内部有加热装置，用轻质绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与劲度系数为k的轻质弹簧相连，轻质弹簧上端固定，气缸顶部开口但有卡扣，以保证活塞不会脱离气缸。缸内气体初始温度为： 此时活塞到气缸底部的距离为0.5H，弹簧伸长量为0.25H。现缓慢加热气体，活塞缓慢到达气缸顶部。已知大气压强恒为p0，重力加速度为g，忽略活塞的厚度，不计一切摩擦。
（1）求温度为T1时，封闭气体的压强p1；
（2）求活塞刚好到达气缸顶部时，封闭气体的温度
（3）设整个加热过程中封闭气体吸收的热量为Q，求该气体内能的变化量△U。
15．（2024高二下·宣威月考）某同学估测室温的装置如图所示，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸导热性能良好。室温时气体的体积，将汽缸竖直放置于冰水混合物中，稳定后封闭气体的体积。不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压，阿伏加德罗常数。（取）
（1）求室温是多少；
（2）若已知该气体在、0℃灯时的摩尔体积为，求汽缸内气体分子数目N；（计算结果保留两位有效数字）
（3）若已知该气体内能U与温度T满足，则在上述过程中该气体向外释放的热量Q。
16．（2024高二下·湖州月考）如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为的左右两部分，面积为的绝热活塞B被锁定，隔板A的左侧为真空，右侧中一定质量的理想气体处于温度、压强的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到状态2，从状态1到状态2即为自由扩散过程，该过程气体对外不做功，因而内能不变，温度不变。之后解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度的状态3，气体内能增加。已知大气压强，隔板厚度和电阻丝体积均不计。
（1）求水平恒力F的大小；
（2）求电阻丝C放出的热量Q。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】根据热力学第一定律有
代入数据可得
故答案为：A。
【分析】根据热力学第一定律可得内能变化量为20J。
2．【答案】B
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】根据题意，由热力学第一定律可得，汽缸里空气的内能变化为
即汽缸里空气的内能增加了。
故答案为：B。
【分析】由热力学第一定律，缸里空气的内能增加了。
3．【答案】A
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】选A.根据热力学第一定律，气体内能增量ΔU＝W＋Q＝800 J－200 J＝600 J，对于一定质量的理想气体，内能增加温度必然升高，A选项正确．
故答案为：A
【分析】根据热力学第一定律判断内能的变化量和吸放热。
4．【答案】B
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】解：A、B两球初末状态完全相同，故内能变化量△U相同；B球膨胀对水银做的功大于A球膨胀对水做的功，由热力学第一定律△U=W+Q，所以B球吸收的热量大于A球吸收的热量，故B正确，ACD错误
故选：B
【分析】甲乙两球初末状态完全相同，内能改变量相同．而在水银中压强大，球要膨胀相同的体积，那么在水银中的球要克服的力就大，做功就多，吸收的热量除了使内能增加相同的量外还要克服液体的压力做功，据此分析判断．
5．【答案】A
【知识点】热力学第一定律及其应用
6．【答案】C
【知识点】热力学第一定律及其应用
7．【答案】B
【知识点】热力学第一定律及其应用
8．【答案】B,C,D
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】AB．升降机竖直向上加速上升，且加速度逐渐增大，活塞处于超重状态，活塞相对气缸下降，气体体积减小，由玻意耳定律可知气体压强增大，由于气缸导热，气体温度不变，内能不变，A不符合题意，B符合题意；
CDE．在活塞下降过程中，气体体积减小，压强增大，外界对气体做功，因为内能不变，由热力学第一定律可知，气体放出热量，CD符合题意，E不符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】升降机竖直向上加速上升，且加速度逐渐增大，活塞处于超重状态，气体体积减小，压强增大。
9．【答案】A,B
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】AD.在气体扩散过程中，因为汽缸绝热所以 ，活塞的位置没有发生变化，故外界没有对气体做功，气体也没有对外界做功，即 ，根据热力学第一定律 ，可得 ，A符合题意；D不符合题意；
B.在绝热过程中 ，活塞向内运动，外界对气体做正功，所以 ，气体被压缩过程中内能增大，B符合题意；
C. 活塞向内运动时，外界对气体做功，气体温度必然发生变化，故气体分子的平均动能会发生变化，C不符合题意；
故答案为：AB
【分析】气体扩散过程由于汽缸绝热所以热传递等于0，由于没有外界做功，结合热力学第一定律可以判别内能的变化；当绝热过程中，活塞向内压缩气体，外界对气体做功所以气体内能增大，所以气体温度升高导致平均动能增大。
10．【答案】B,D
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】A．气体体积减为原来的一半，外界对气体做正功，A不符合题意；
B．压强与水压平衡，随深度增加，气体压强增大，B符合题意；
C．气体温度降低，所以气体的气体分子的平均动能减小，C不符合题意；
D．气体温度降低，内能减小，即
外界对气体做功，即
根据热力学第一定律
可知
即封闭气体向外界放热，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】气体深度越深，产生的压强越大；气体的内能不变，外界对气体做功，气体就需要放热。
11．【答案】B,C
【知识点】热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】因汽缸绝热，电热丝对气体a加热后，气体a膨胀对绝热隔板做功，所以气体b温度升高，内能增大，压强也增大，稳定后与气体a压强相等，因为a和b质量相同，因此a的压强增大，a的末温度比b的更高，因为a后来的体积比b的大，所以，故BC正确，AD错误；
故选BC．
【分析】根据热力学第一定律判断气体的内能变化．根据气体状态方程和已知的变化量去判断其它的物理量。
12．【答案】A,B,D
【知识点】热力学第一定律及其应用
13．【答案】A,D
【知识点】热力学第一定律及其应用
14．【答案】（1）；（2）；（3）
【知识点】热力学第一定律及其应用
15．【答案】（1）300.3K（或27.3℃）；（2）个；（3）1.419J
【知识点】热力学第一定律及其应用
16．【答案】（1）10N；（2）89.3J
【知识点】热力学第一定律及其应用
1 / 13.2 《热力学第一定律》 筑基提能同步练习 高中物理选择性必修第三册（人教版2019）
一、筑基培根——建立物理观念
1．（2022高二下·海淀期末）一定质量的理想气体在某过程中，从外界吸收热量30J，同时对外界做功10J，关于该气体在此过程中的内能变化量，说法正确的是（ ）
A． B． C． D．J
【答案】A
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】根据热力学第一定律有
代入数据可得
故答案为：A。
【分析】根据热力学第一定律可得内能变化量为20J。
2．（2022高二下·丰台期末）如图所示，现用活塞压缩封闭在汽缸里的空气，对空气做了90J的功，同时空气向外散热21J，关于汽缸里空气的内能变化情况，下列说法正确的是（ ）
A．内能增加90J B．内能增加69J
C．内能减小111J D．内能减少21J
【答案】B
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】根据题意，由热力学第一定律可得，汽缸里空气的内能变化为
即汽缸里空气的内能增加了。
故答案为：B。
【分析】由热力学第一定律，缸里空气的内能增加了。
3．（2020高二下·沈阳期末）如图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的（ ）
A．温度升高，内能增加600 J B．温度升高，内能减少200 J
C．温度降低，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J
【答案】A
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】选A.根据热力学第一定律，气体内能增量ΔU＝W＋Q＝800 J－200 J＝600 J，对于一定质量的理想气体，内能增加温度必然升高，A选项正确．
故答案为：A
【分析】根据热力学第一定律判断内能的变化量和吸放热。
4．（2017高二下·集宁期末）如图所示，A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银中的同一深度内，A、B均是用一种密度大于水银的特殊材料制作．当温度稍升高时，球的体积会明显地变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢地升高同一值，两球膨胀后体积相等，则（ ）
A．A球吸收的热量较多 B．B球吸收的热量较多
C．两球吸收的热量一样多 D．无法判断两球吸收热量的多少
【答案】B
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】解：A、B两球初末状态完全相同，故内能变化量△U相同；B球膨胀对水银做的功大于A球膨胀对水做的功，由热力学第一定律△U=W+Q，所以B球吸收的热量大于A球吸收的热量，故B正确，ACD错误
故选：B
【分析】甲乙两球初末状态完全相同，内能改变量相同．而在水银中压强大，球要膨胀相同的体积，那么在水银中的球要克服的力就大，做功就多，吸收的热量除了使内能增加相同的量外还要克服液体的压力做功，据此分析判断．
5．（2024高二下·华州期末）某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )
A．对外做正功，分子的平均动能减小
B．对外做正功，内能增大
C．对外做负功，分子的平均动能增大
D．对外做负功，内能减小
【答案】A
【知识点】热力学第一定律及其应用
6．（2024高二下·绵阳期末）在一个标准大气压下，的水吸收的热量变为同质量的的水蒸气，在这个过程中，以下四个关系中正确的是（ ）
A．水蒸气的内能与水的内能之差等于
B．水蒸气的内能与水的内能之和等于
C．水蒸气的内能与水的内能之差小于
D．水蒸气的内能与水的内能之差大于
【答案】C
【知识点】热力学第一定律及其应用
7．（2024高二下·赫章月考）如图，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的气体。气体从状态A（活塞在A处）变为状态B（活塞在B处）时，气体吸收热量280J，气体的内能增加160J，则下列说法正确的是（ ）
A．外界对气体做功120J B．气体对外界做功120J
C．外界对气体做功440J D．气体对外界做功440J
【答案】B
【知识点】热力学第一定律及其应用
二、能力发展——科学探究与思维
8．（2022高二下·滑县期末）如图，一开口向上的导热气缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。现把该气缸放入升降机中，若升降机竖直向上加速上升，且加速度逐渐增大，气体温度保持不变，则（ ）
A．活塞相对气缸下降，气体内能增加
B．气体压强逐渐增大，内能不变
C．气体压强逐渐增大，放出热量
D．外界对气体做功，气体内能不变
E．外界对气体做功，气体吸收热量
【答案】B,C,D
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】AB．升降机竖直向上加速上升，且加速度逐渐增大，活塞处于超重状态，活塞相对气缸下降，气体体积减小，由玻意耳定律可知气体压强增大，由于气缸导热，气体温度不变，内能不变，A不符合题意，B符合题意；
CDE．在活塞下降过程中，气体体积减小，压强增大，外界对气体做功，因为内能不变，由热力学第一定律可知，气体放出热量，CD符合题意，E不符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】升降机竖直向上加速上升，且加速度逐渐增大，活塞处于超重状态，气体体积减小，压强增大。
9．（2021高二下·十堰期末）如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空，现将隔板抽出，气体会自发扩散至整个气缸．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．气体被压缩过程中内能增大
C．气体被压缩过程中，气体分子的平均动能不变
D．在自发扩散过程中，气体对外界做功
【答案】A,B
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】AD.在气体扩散过程中，因为汽缸绝热所以 ，活塞的位置没有发生变化，故外界没有对气体做功，气体也没有对外界做功，即 ，根据热力学第一定律 ，可得 ，A符合题意；D不符合题意；
B.在绝热过程中 ，活塞向内运动，外界对气体做正功，所以 ，气体被压缩过程中内能增大，B符合题意；
C. 活塞向内运动时，外界对气体做功，气体温度必然发生变化，故气体分子的平均动能会发生变化，C不符合题意；
故答案为：AB
【分析】气体扩散过程由于汽缸绝热所以热传递等于0，由于没有外界做功，结合热力学第一定律可以判别内能的变化；当绝热过程中，活塞向内压缩气体，外界对气体做功所以气体内能增大，所以气体温度升高导致平均动能增大。
10．（2020高三上·衡阳月考）二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也是在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减小为原来的一半，温度逐渐降低。此过程中（ ）
A．封闭的二氧化碳气体对外界做正功
B．封闭的二氧化碳气体压强一定增大
C．封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大
D．封闭的二氧化碳气体一定向外界放出热量
【答案】B,D
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）
【解析】【解答】A．气体体积减为原来的一半，外界对气体做正功，A不符合题意；
B．压强与水压平衡，随深度增加，气体压强增大，B符合题意；
C．气体温度降低，所以气体的气体分子的平均动能减小，C不符合题意；
D．气体温度降低，内能减小，即
外界对气体做功，即
根据热力学第一定律
可知
即封闭气体向外界放热，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】气体深度越深，产生的压强越大；气体的内能不变，外界对气体做功，气体就需要放热。
11．（2024高二下·市中区月考）如图所示，绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，K与汽缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用力忽略不计．现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡．则
A．a的体积增大了，压强变小了
B．a增加的内能大于b增加的内能
C．加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈
D．b的体积减小，压强增大，但温度不变
【答案】B,C
【知识点】热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】因汽缸绝热，电热丝对气体a加热后，气体a膨胀对绝热隔板做功，所以气体b温度升高，内能增大，压强也增大，稳定后与气体a压强相等，因为a和b质量相同，因此a的压强增大，a的末温度比b的更高，因为a后来的体积比b的大，所以，故BC正确，AD错误；
故选BC．
【分析】根据热力学第一定律判断气体的内能变化．根据气体状态方程和已知的变化量去判断其它的物理量。
12．（2024高二下·梅州期末）一定质量的理想气体，状态从的变化过程可用如图所示的图线描述，其中为等温线，气体在状态A时的温度为TA=300K，下列说法正确的是（ ）
A．气体在状态C时的温度
B．从A到C过程外界对气体做了-600J的功
C．气体从状态D变化到状态A，单位体积内的气体分子数减小，气体分子的平均动能不变
D．若气体从D到A过程中外界对气体做功为250J，则气体从（一次循环）过程中气体吸收的热量为250J
【答案】A,B,D
【知识点】热力学第一定律及其应用
13．（2024高三下·东湖模拟）一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到状态a，其p-V图像如图所示，其中bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，a→b的过程中气体向外界放出热量大小为Q，下列说法正确的是（ ）
A．a、c状态下气体的内能相等
B．a→b的过程中气体内能变化量的绝对值大于放出热量的绝对值
C．b→c的过程中气体从外界吸收热量，大小为
D．的整个过程中气体对外界做功，大小为
【答案】A,D
【知识点】热力学第一定律及其应用
三、科学本质——质疑交流与创新
14．（2024高二下·淮安期末）如图所示，内部高为H、底面积为S的绝热气缸静止在水平地面上，气缸内部有加热装置，用轻质绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与劲度系数为k的轻质弹簧相连，轻质弹簧上端固定，气缸顶部开口但有卡扣，以保证活塞不会脱离气缸。缸内气体初始温度为： 此时活塞到气缸底部的距离为0.5H，弹簧伸长量为0.25H。现缓慢加热气体，活塞缓慢到达气缸顶部。已知大气压强恒为p0，重力加速度为g，忽略活塞的厚度，不计一切摩擦。
（1）求温度为T1时，封闭气体的压强p1；
（2）求活塞刚好到达气缸顶部时，封闭气体的温度
（3）设整个加热过程中封闭气体吸收的热量为Q，求该气体内能的变化量△U。
【答案】（1）；（2）；（3）
【知识点】热力学第一定律及其应用
15．（2024高二下·宣威月考）某同学估测室温的装置如图所示，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸导热性能良好。室温时气体的体积，将汽缸竖直放置于冰水混合物中，稳定后封闭气体的体积。不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压，阿伏加德罗常数。（取）
（1）求室温是多少；
（2）若已知该气体在、0℃灯时的摩尔体积为，求汽缸内气体分子数目N；（计算结果保留两位有效数字）
（3）若已知该气体内能U与温度T满足，则在上述过程中该气体向外释放的热量Q。
【答案】（1）300.3K（或27.3℃）；（2）个；（3）1.419J
【知识点】热力学第一定律及其应用
16．（2024高二下·湖州月考）如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为的左右两部分，面积为的绝热活塞B被锁定，隔板A的左侧为真空，右侧中一定质量的理想气体处于温度、压强的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到状态2，从状态1到状态2即为自由扩散过程，该过程气体对外不做功，因而内能不变，温度不变。之后解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度的状态3，气体内能增加。已知大气压强，隔板厚度和电阻丝体积均不计。
（1）求水平恒力F的大小；
（2）求电阻丝C放出的热量Q。
【答案】（1）10N；（2）89.3J
【知识点】热力学第一定律及其应用
1 / 1
