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二、迁移交汇辨析清
(一)对温度、内能、热量、功的理解
概念 温度 内能 热量 功
含义 表示物体的冷热程度，是物体分子平均动能大小的标志。它是大量分子热运动的整体表现，对个别分子无意义 物体内所有分子动能和分子势能的总和，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的能 是热传递过程中内能的改变量，用来度量热传递过程中内能转移的多少 做功过程是机械能或其他形式的能与内能之间的转化过程。功是该过程能量转化的量度
关系 温度和内能是状态量，热量和功则是过程量，热传递的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移
说明：(1)温度、内能、热量和功是热学中相互关联的四个物理量。当物体的内能改变时，温度不一定改变。只有当通过热传递改变物体内能时才会有热量传递，能量的形式没有发生变化。
(2)热量是热传递过程中的特征物理量，离开过程谈热量毫无意义。就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“热量”和“功”，因此不能说一个系统中含有多少“热量”或多少“功”。
典例1 把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部，当快速下压活塞时，由于被压缩的空气骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明 ( )
A．做功可以升高物体的温度
B．做功可以改变物体的内能
C．做功一定可以增加物体的内能
D．做功可以增加物体的热量
[解析] 当快速下压活塞时，活塞对玻璃筒内的空气做功，改变了气体的内能，气体的温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，故B正确；做功改变的是物体的内能，温度升高是内能增大的表现，热量是过程量，所以A、D错误；若外界对系统做功，同时系统对外放出热量，系统内能不一定增加，C错误。
[答案] B
[针对训练]
1．采取绝热的方式使一定质量的气体由状态A变化至状态B，对于不同的绝热方式，下列说法正确的是 ( )
A．对气体所做的功不同
B．对气体所做的功相同
C．对气体不需做功，因为没有能量的传递
D．以上说法都不正确
解析：对一定质量的气体，不管采取哪一种绝热方式，由状态A变化至状态B，都是绝热过程。在这些过程中，气体在状态A有一确定的内能U1，在状态B有另一确定的内能U2，由绝热过程中ΔU＝W＝U2－U1知，W为恒量，所以选项B正确。
答案：B
2．下列关于温度、内能、热量和功的说法正确的是 ( )
A．同一物体体积不变时，温度越高，内能越大
B．要使物体的内能增加，一定要吸收热量
C．要使物体的内能增加，一定要对物体做功
D．物体内能增加，它的温度就一定升高
解析：同一物体的内能与温度和体积有关，体积不变时，温度越高，内能越大，A正确；做功和热传递在改变物体内能上是等效的，使物体内能增加既可以通过吸收热量也可以通过对物体做功来实现，B、C错误；物体内能是分子动能与分子势能的总和，内能增加可能只是分子势能的增加，分子平均动能可能不变，即温度可能不变，D错误。
答案：A
(二)对热力学第一定律的理解及应用
1．对热力荐学第一定律的理解
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，应用时各物理量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。
2．正确理解公式的意义及符号的含义
(1)外界对物体做功，W>0；物体对外界做功，W<0。
(2)物体吸收热量，Q>0；物体放出热量，Q<0。
(3)物体内能增加，ΔU>0；物体内能减少，ΔU<0。
3．应用热力学第一定律解题的思路
(1)首先应明确研究对象是哪个物体或哪个热力学系统。
(2)其次要明确物体(或系统)吸收或放出的热量，外界对物体(或系统)所做的功。
(3)最后根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W列出方程进行求解。特别要注意的是物理量的单位及正负号。
典例2 内壁光滑的导热气缸竖直浸入盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105 Pa、体积为2.0×10－3 m3的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半。
(1)求气缸内气体的压强；
(2)若封闭气体的内能仅与温度有关，在上述过程中外界对气体做功145 J，封闭气体吸收还是放出热量？热量是多少？
[答案] (1)2.0×105 Pa (2)放出热量 145 J
[针对训练]
3．对一定质量的气体，下列说法正确的是 ( )
A．在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功
B．在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功
C．在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加
D．在与外界没有发生热交换的过程中，内能一定不变
解析：气体体积增大，气体对外界做功，故A选项正确；气体压强增大，可能是由于吸热升温所致，此时气体体积增大、减小、不变都有可能，所以外界对气体不一定做功，故B选项错误；在体积不断被压缩的过程中，外界对气体做功，但是热传递情况不能确定，则内能不一定增加，故C选项错误；热传递和做功都可以改变物体的内能，没有热传递，并不能确定内能一定不变，故D选项错误。
答案：A
4.(2024·山东高考)一定质量理想气体经历如图所示的循环过
程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，
c→a过程是等温过程。下列说法正确的是( )
A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
B．b→c过程，气体对外做功，内能增加
C．a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
D．a→b过程气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量
解析： a→b过程是等压变化且体积增大，气体对外做功，Wab<0，由盖 吕萨克定律可知Tb>Ta，即内能增大，ΔUab>0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，a→b过程，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误；b→c过程中气体与外界无热量交换，即Qbc＝0，又由气体体积增大可知Wbc<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知气体内能减少，故B错误；c→a过程为等温过程，可知Tc＝Ta，ΔUac＝0，根据热力学第一定律可知a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确；a→b→c→a一整个热力学循环过程ΔU＝0，根据p V图像与横轴所围图形的面积等于气体做功的绝对值，可知a→b→c过程气体对外做的功大于c→a过程外界对气体做的功，故整个过程气体对外做功，根据热力学第一定律可得ΔU＝Qab－Qca－W＝0，故a→b过程气体从外界吸收的热量Qab不等于c→a过程放出的热量Qca，D错误。
答案：C
(三)对热力学第二定律的理解和应用
1．热力学第二定律的两种表述
(1)按照热传递的方向性表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，这是热力学第二定律的克劳修斯表述。
(2)按照机械能与内能转化的方向性表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全用来做功，而不产生其他影响，这是热力学第二定律的开尔文表述。
2．热力学第二定律的微观意义
(1)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。
(2)用熵来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。
3．对熵概念的理解
(1)熵是反映系统无序程度的物理量，正如温度反映物体内分子平均动能大小一样。系统越混乱，无序程度越大，就称这个系统的熵越大。
(2)系统自发变化时，总是向着无序程度增大的方向发展，也就是说，系统自发变化时，总是由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行。从熵的意义上说，系统自发变化时总是向着熵增加的方向发展。
(3)任何宏观物质系统都有一定量的熵，熵也可以在系统的变化过程中增加或减少。在一切自发进行的过程中，总熵必定不会减少。
典例3 随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，油价的不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一。下列有关能量转化的说法正确的是 ( )
A．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能
B．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行
C．可以直接利用空气中的内能，减少“温室效应”
D．物体吸收热量，物体的内能可能减小
[解析] 内燃机工作时，燃料不可能全部燃烧、尾气要带走部分热量、零件之间存在摩擦生热，发动机本身需要散热等等，故发动机不可能将所有内能转化为机械能，A错误；由于能量的转移和转化具有方向性，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发地进行，B错误；空气中的内能并不能直接被利用，如果需要利用，则需要热泵，例如空调，空气能热水器等，热泵工作同时消耗电能，引起了其他变化，C错误；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，Q>0时，若物体对外界做功W<0，则物体的内能有可能减少，D正确。
[答案] D
[针对训练]
5．(多选)下列说法中正确的是 ( )
A．随着科学技术的发展，制冷机的制冷温度可以降到－280 ℃
B．热量可以从低温物体传到高温物体
C．无论科技怎样发展，第二类永动机都不可能实现
D．无论科技怎样发展，都无法判断一物体温度升高是通过做功还是热传递实现的
解析：制冷机的制冷温度不可能降到－273.15 ℃以下，A错误；在一定条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，B正确；不可能从单一热源吸热使之完全变成功而不产生其他影响，即第二类永动机永远不可能实现，C正确；做功和热传递在改变物体内能上是等效的，无论科技怎样发展，都无法判断一物体的温度升高是通过做功还是热传递实现的，D正确。
答案：BCD
6．(多选)关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是( )
A．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体
B．若两分子间距离增大，分子势能一定增大
C．一定质量的某种理想气体绝热膨胀，温度降低
D．热力学第二定律描述了宏观热现象的方向性
解析：大量的事实表明，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，选项A正确；若两分子间距离从分子力表现为斥力时开始增加，则随着分子间距离增大，分子势能先减小后增大，选项B错误；由热力学第一定律可知，一定质量的某种理想气体绝热膨胀时对外做功，内能减小，温度降低，选项C正确；热力学第二定律指出，一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，选项D正确。
答案：ACD
三、创新应用提素养
1．如图是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是 ( )
A．甲装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B．甲装置通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
C．乙装置是为了研究电流产生的热量与电流的关系
D．乙装置通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小
解析：甲装置中右侧两个5 Ω的电阻并联后再与左侧一个5 Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端电阻的电流相等，即I右＝I左，两个5 Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1＋I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中通过电阻的电流是左侧电阻通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，由Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，因此通电一段时间后，玻璃管左侧液面高度差更大，故A错误，B正确；在乙装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故由Q＝I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，因此通电一段时间后，玻璃管右侧液面高度差更大，故C、D错误。
答案：B
2．如图，某厂家声称所生产的空气能热水器能将热量从空气吸收到储水箱，下列说法中正确的是 ( )
A．热量可以自发地从大气传递到储水箱内
B．空气能热水器的工作原理违反了能量守恒定律
C．空气能热水器的工作原理违反了热力学第二定律
D．空气能热水器能够不断地把空气中的热量传到水箱内，但必须消耗电能
解析：该热水器将空气中的能量转移到热水中，符合能量守恒定律，但是热量不可能自发地从低温物体转移到高温物体，实质上在产生热水的过程中，必须消耗电能才能实现，因此也符合热力学第二定律。故A、B、C错误，D正确。
答案：D
3．(多选)列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振，空气弹簧主要由活塞、气缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时气缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若气缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中 ( )
A．上下乘客时，气体的内能不变
B．上下乘客时，气体从外界吸热
C．剧烈颠簸时，外界对气体做功
D．剧烈颠簸时，气体的温度不变
解析：上下乘客时气缸内气体与外界有充分的热交换，即发生等温变化，温度不变，故气体的内能不变，在体积压缩的过程中，外界对气体做功，故气体向外界放热，选项A正确，选项B错误；剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，且气体与外界来不及热交换，气体经历绝热过程，外界对气体做功，气体的温度升高，选项C正确，选项D错误。
答案：AC
4．（多选)利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是 ( )
A．A端为冷端，B端为热端
B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的
C．A端流出的气体内能一定大于B端流出的
D．该装置气体进出过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律
E．该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律
解析：依题意，中心部位为热运动速率较低的气体，与挡板碰撞后反弹，从A端流出，而边缘部位热运动速率较高的气体从B端流出；同种气体分子平均热运动速率较大，其对应的温度也就较高，所以A端为冷端，B端为热端，故A正确；依题意，A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以从A端流出的气体分子热运动平均速率小于从B端流出的，故B正确；从A端流出的气体分子平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能，内能的多少还与分子数有关，不能得出从A端流出的气体内能一定大于从B端流出的气体内能，故C错误；该装置将冷热气体进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非自发进行的，没有违背热力学第二定律；温度较低的从A端流出，温度较高的从B端流出，也符合能量守恒定律，故D错误，E正确。
答案：ABE
5．某民航客机在一万米左右高空飞行时，需利用空气压缩机来保持机舱内外气体压强之比为4∶1。机舱内有一导热气缸，活塞质量m＝2 kg、横截面积S＝10 cm2，活塞与气缸壁之间密封良好且无摩擦。客机在地面静止时，气缸如图甲所示竖直放置，平衡时活塞与缸底相距l1＝8 cm；客机在高度h处匀速飞行时，气缸如图乙所示水平放置，平衡时活塞与缸底相距l2＝10 cm。气缸内气体可视为理想气体，机舱内温度可认为不变。已知大气压强随高度的变化规律如图丙所示，地面大气压强p0＝1.0×105 Pa，地面重力加速度g＝10 m/s2。
(1)判断气缸内气体由图甲状态到图乙状态的过程是吸热还是放热，并说明原因；
(2)求高度h处的大气压强，并根据图丙估测出此时客机的飞行高度。
答案：(1)吸热 理由见解析 (2)0.24×105 Pa 104 m第三章 阶段评价查缺漏
(本试卷满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.(2021·韶关调研)如图所示，给旱区送水的消防车停于水平地面。在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )
A．从外界吸热 B．对外界做负功
C．分子平均动能减小 D．内能增加
解析：选A 缓慢放水过程中，车胎体积增大，胎内气体压强减小，气体膨胀对外界做正功，选项B错；胎内气体温度不变，故分子平均动能不变，选项C错；由于不计分子间势能，气体内能只与温度有关，温度不变，内能不变，选项D错；由ΔU＝W＋Q知ΔU＝0，W<0，故Q>0，气体从外界吸热，选项A正确。
2．某校中学生参加某电视台“异想天开”节目的活动，他们提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是( )
A．制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响
B．制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下
C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
D．将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题
解析：选D 根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，选项A错误；绝对零度是温度的极值，是不能达到的，选项B错误；有害气体和空气不可能自发地分离，选项C错误；利用太阳能最有前途的领域是通过太阳能电池将太阳能转化为电能再加以利用，选项D正确。
3．(2021·山东临沂平邑一中测试)“温泉水滑洗凝脂，冬浴温泉正当时”，在寒冷的冬天里泡一泡温泉，不仅可以消除疲劳，还可扩张血管，促进血液循环，加速人体新陈代谢。设水温恒定，则温泉中正在缓慢上升的气泡(不考虑内部气体的分子势能)( )
A．压强增大，体积减小，吸收热量
B．压强增大，体积减小，放出热量
C．压强减小，体积增大，吸收热量
D．压强减小，体积增大，放出热量
解析：选C 水温恒定，温泉中正在缓慢上升的气泡，压强减小，温度不变，由理想气体状态方程＝c可知，体积增大；温度不变，故内能不变，体积增大时，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故C正确。
4.(2020·天津等级考)水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体( )
A．压强变大 B．对外界做功
C．对外界放热 D．分子平均动能变大
解析：选B 在水向外不断喷出的过程中，罐内气体体积增大，则气体对外做功，根据玻意耳定律pV＝c可知，罐内气体的压强减小， 选项A错误，B正确；由于罐内气体温度不变，故内能也不变，即ΔU＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，W<0，则Q>0，因此气体吸热，选项C错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，温度不变，分子平均动能不变，选项D错误。
5．一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10 kV～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是( )
A．化学能转化为电能 B．内能转化为电能
C．光能转化为电能 D．机械能转化为电能
解析：选D 转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以压电陶瓷片将机械能转化为电能，所以D正确。
6． 一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p －V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是( )
A．a→b是等温过程
B．a→b过程中气体吸热
C．a→c过程中状态b的温度最低
D．a→c过程中外界对气体做正功
解析：选B 根据理想气体的状态方程＝C，可知a→b气体温度升高，内能增加，且体积增大，气体对外界做功，则W<0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知a→b过程中气体吸热，A错误，B正确；p －V图像的坐标值的乘积反映气体温度，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，而中间状态的坐标值乘积更大，a→c过程的温度先升高后降低，且状态b的温度最高，C错误；a→c过程气体体积增大，外界对气体做负功，D错误。
7.某同学用橡皮塞塞紧饮料瓶，并用打气筒向饮料瓶内打气，装置如图所示。当压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，发现饮料瓶内壁中有水蒸气凝结，产生这一现象的原因是饮料瓶中气体( )
A．体积增大，温度升高 B．动能增大，温度升高
C．对外做功，温度降低 D．质量减少，温度降低
解析：选C 压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，过程时间极短，可以认为是绝热过程，对外界没有吸放热，即Q＝0，瓶内气体膨胀，对外做功，W<0，根据热力学第一定律，ΔU＝Q＋W，可知ΔU<0，气体内能减小，温度降低，故C选项正确。
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
8．下列说法正确的是( )
A．做功和热传递在改变物体内能上是等效的
B．每一个分子都有势能和动能，分子动能与分子势能之和就是分子内能
C．只有热传递才可以改变物体的内能
D．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大
解析：选AD 做功和热传递在改变物体内能上是等效的，A正确；分子势能存在于分子之间，单个的分子不存在分子势能，组成物质的所有分子动能与分子势能之和是物体的内能，故B错误；做功与热传递都可以改变物体的内能，故C错误；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，D正确。
9.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V-T图像如图所示。下列说法正确的有( )
A．A→B的过程中，气体对外界做功
B．A→B的过程中，气体放出热量
C．B→C的过程中，气体压强不变
D．A→B→C的过程中，气体内能增加
解析：选BC 由题图可知，从A到B的过程中，气体的体积减小，外界对气体做功，A项错误；从A到B过程气体的温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，B项正确；从B到C过程中是一个常数，气体发生的是等压变化，气体的温度降低，内能减少，C项正确，D项错误。
10.如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满理想气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则( )
A．气体体积膨胀，内能不变
B．气体内能增加
C．气体压强可能不变
D．Q中气体不可能自发地全部退回到P中
解析：选AD 气体的膨胀过程没有热交换，可以判断Q＝0；由于容器Q内为真空，所以气体是自由膨胀，虽然体积变大，但是气体并不对外做功，即W＝0；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可以判断该过程ΔU＝0，即气体的内能不变，显然选项A正确，B错误；对一定质量理想气体，内能不变则温度不变，由＝C知，体积增大，则压强必然减小，C错误；宏观中的热现象都是不可逆的，所以D正确。
三、非选择题(本题共4小题，共54分)
11．(11分)若对物体做1 200 J的功，可使物体温度升高3 ℃，改用热传递的方式，使物体温度同样升高3 ℃，那么物体应吸收多少热量？如果对该物体做3 000 J的功，物体的温度升高5 ℃，表明该过程中，物体应吸收或放出多少热量？
解析：做功和热传递在改变物体内能上是等效的，对物体做1 200 J的功可使物体温度升高3 ℃，如用热传递方式，也使物体温度升高3 ℃，也应吸收1 200 J的热量。如对物体做功3 000 J，温度升高5 ℃，而物体温度升高5 ℃需要的功或热量应为E，由1 200 J＝cm×(3 ℃)，E＝cm×(5 ℃)，得E＝2 000 J，因此物体应放出1 000 J的热量。
答案：1 200 J 放出1 000 J的热量
12．(12分)(2024·湖北高考)如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为T0，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升h再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为ΔU＝CΔT，C为已知常数，大气压强恒为p0，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求：
(1)再次平衡时容器内气体的温度。
(2)此过程中容器内气体吸收的热量。
解析：(1)由题意可知，气体进行等压变化，则由盖 吕萨克定律得＝，即＝
解得T1＝T0。
(2)此过程中气体内能增加ΔU＝CΔT＝CT0
气体对外界做的功W＝pSΔh＝h(p0S＋mg)
根据热力学第一定律可知，此过程中容器内气体吸收的热量Q＝ΔU＋W＝h(p0S＋mg)＋CT0。
答案：(1)T0 (2)h(p0S＋mg)＋CT0
13.(15分)如图所示，一篮球内气体的压强为p0、体积为V0、温度为T0，用打气筒对球充入压强为p0、温度为T0的气体，使球内气体压强变为3p0，同时温度升至2T0，充气过程中气体向外放出Q的热量，假设篮球体积不变，气体内能U与温度的关系为U＝kT(k为正常数)，求：
(1)打气筒对篮球充入压强为p0、温度为T0的气体的体积；
(2)打气筒对篮球充气过程中打气筒对气体做的功。
解析：(1)设打气筒对篮球充入压强为p0、温度为T0的气体的体积为V，以篮球内气体及充入的气体整体为研究对象，气体的初状态参量：p1＝p0、V1＝V0＋V、T1＝T0
气体的末状态参量：p2＝3p0、V2＝V0、T2＝2T0
根据理想气体状态方程有＝，解得V＝0.5V0。
(2)因为气体内能U与温度的关系为U＝kT
所以打气过程内能变化ΔU＝k(2T0－T0)＝kT0
由热力学第一定律得ΔU＝W－Q
解得打气筒对气体做的功W＝Q＋kT0。
答案：(1)0.5V0 (2)Q＋kT0
14．(16分)在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的p V图像，气泡内气体先从压强为p0、体积为V0、温度为T0的状态A等温膨胀到体积为5V0、压强为pB的状态B，然后从状态B绝热收缩到体积为V0、压强为1.9p0、温度为TC的状态C，B到C过程中外界对气体做功为W。已知p0、V0、T0和W，求：
(1)pB的表达式；
(2)TC的表达式；
(3)B到C过程，气泡内气体的内能变化了多少？
解析：(1)由题可知，根据玻意耳定律可得pAVA＝pBVB，
解得pB＝p0。
(2)根据理想气体状态方程可得＝，
解得TC＝1.9T0。
(3)根据热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q，
因为B到C过程绝热，故Q＝0，故气体内能增加ΔU＝W。
答案：(1)p0 (2)1.9T0 (3)W
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