人教版（2019）高中物理 选择性必修第三册 第3章 第1节　功、热和内能的改变学案

第三章　热力学定律
第1节　功、热和内能的改变
核心素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任
1.了解焦耳的两个实验的原理。
2.知道做功和传热是改变内能的两种方式及做功、传热与内能改变的关系。
3.会区别热量和内能。 体会通过焦耳实验的探究，培养科学探究的素养。 应用功、热与内能的改变解释生产生活中的实例。
知识点一　焦耳的实验
1.绝热过程：系统不从外界吸收热量，也不向外界放出热量的过程。
2.代表实验
(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升。
(2)通过电流的热效应给水加热。
3.实验结论：在各种不同的绝热过程中，系统状态变化相同，则外力所做的功相同，与做功的方式无关。
知识点二　功与内能的改变
[观图助学]
如图，在有机玻璃筒底放少量浸有乙醚的棉花，压下活塞，观察棉花的变化。
你能看到什么现象？实验现象说明了什么问题？
1.内能：依赖于一个热力学系统自身状态的物理量，是热力学系统的一种能量。
2.功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的变化量，即ΔU＝W。
(1)ΔU＝W适用条件是绝热过程。
(2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外界做功，系统的内能减少。
[思考判断]
(1)从微观角度说，内能是所有分子的动能和势能之和。(√)
(2)从宏观角度说，内能是只依赖于热力学系统自身状态的物理量。(√)
(3)功是状态量，内能是过程量。(×)
(4)外界对物体做功多，就意味着物体的内能大。(×)
知识点三　热与内能的改变
1.传热
(1)条件：物体的温度不同。
(2)过程：温度不同的物体发生传热，温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，热量从高温物体传到低温物体。
(3)传热的三种方式：热传导、热对流、热辐射。
2.热和内能
(1)单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态，即传热能改变物体的内能。
(2)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
(3)单纯的传热过程中内能的变化。
①公式：ΔU＝Q。
②物体吸热，Q为正；物体放热，Q为负。
[思考判断]
(1)若A、B两物体接触但没有传热，则两物体所包含的热量相等。(×)
(2)做功和传热的共同点是都能使系统内能改变。(√)
(3)一物体先后经过几个不同的物理过程，其温度均从t1升高到t2，则在这些过程中物体一定从外界吸收相同的热量。(×)
(4)高温物体内能多，低温物体内能少。(×)
焦耳的该项研究工作为热力学第一定律和能量守恒定律的建立，奠定了坚实的实验基础。
图中用力按压活塞时一定要迅速。
对内能的理解
(1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和。在微观上由分子数、分子热运动剧烈程度和相互作用力决定，宏观上体现为物体的温度和体积，因此物体的内能是一个状态量。
(2)“两个”内能概念是统一的
分子动理论中，当物体温度变化时，分子热运动的剧烈程度发生改变，分子平均动能变化。当物体体积变化时，分子间距离变化，分子势能发生变化。因此物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关。这一点和热力学中提到的内能只依赖于系统自身状态相一致。
ΔU＝W说明做功多，内能变化大，不是内能大。
传热的实质是物体间内能的转移。
热量不是内能，热量是过程量，只有在发生传热时体现，可以测量；而内能是状态量，不可测量。
核心要点 　焦耳的实验
[要点归纳]
焦耳的两个代表性实验
比较 重力做功与系统
温度变化的关系 电流做功与系统
温度变化的关系
实验过程 通过重物下落带动叶片搅拌容器中的水，由于叶片与水之间的摩擦而使水温升高 通过重物下落使发电机发电，让电流通过电阻丝，对液体加热，使其温度升高
实验条件 整个系统处于绝热过程，通过改变悬挂重物的质量和下落高度，进行多次实验测量 整个系统处于绝热过程，通过改变电流的大小或通电时间的长短，进行多次实验测量
比较 重力做功与系统
温度变化的关系 电流做功与系统
温度变化的关系
实验结论 只要重力所做的功相同，容器中水温上升的数值就是相同的，即系统的状态变化是相同的 只要所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态变化是相同的
说明 在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功方式无关，仅与做功数量有关，即在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式
[试题案例]
[例1] (多选)如图为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。关于这个实验，下列说法正确的是(　　)
A.这个装置可测定热功当量
B.做功增加了水的热量
C.做功增加了水的内能
D.功和热量是完全等价的，无区别
解析　该实验测定做功和内能变化的关系，可以测定热功当量，A正确；该实验是绝热过程，没有传热，改变内能的方式是做功，C正确；做功表示能量的转化，而热量表示传热中内能的转移，二者有区别，B、D错误。
答案　AC
温馨提示　该实验是测定热功当量的实验，传热与做功在改变内能的效果上是一致的。
[针对训练1] 如图所示实验装置，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明(　　)
A.对物体做功可以增加物体的热量
B.对物体做功可以改变物体的内能
C.对物体做功一定会升高物体的温度
D.做功一定会增加物体的内能
解析　热量是一过程量，内能是一状态量，A错误；做功可能只增大系统分子势能，使其内能增大，但分子动能不变，其温度不变，比如：两块0 ℃的冰相互摩擦时，冰熔化为0 ℃的水，C错误；若物体对外做功，其内能可能会减小，D错误；此实验说明了，对物体做功可以改变物体的内能，B正确。
答案　B
核心要点 　功与内能的改变
[观察探究]
如图所示，大口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气，向瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。
我们研究的是瓶塞跳出的过程，而研究的对象，即“系统”是什么？在瓶塞跳出的过程中，是外界在对系统做功还是系统在对外界做功？这个过程中系统的内能有什么变化？你从什么现象推断出它的内能发生了变化？
观察瓶塞跳出时瓶内的变化
答案　当瓶塞跳出时，我们会发现瓶内的瓶口处有“白雾”产生。我们所选的研究对象是瓶内水面上方的水蒸汽，在瓶塞跳出的过程中，是系统膨胀对外界做功，在这个过程中系统的内能减少，瓶内的瓶口处的“白雾”实际上是瓶内的水蒸汽液化形成的无数小液滴，水蒸汽液化过程中内能减少。
[要点归纳]
1.内能与内能的变化
(1)物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和。在微观上由分子数和分子热运动剧烈程度和相互作用力决定，宏观上由物体温度、体积、物质的量、物态决定，因此物体的内能是一个状态量。
(2)物体温度变化时，分子热运动剧烈程度发生改变，分子平均动能变化。物体体积变化时，分子间距离变化，分子势能发生变化，因此物体的内能的变化只由初、末状态决定，与中间过程及方式无关。
2.做功与内能变化的关系
(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程。
(2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少，物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少。
3.功与内能的区别
(1)功是过程量，内能是状态量。
(2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化。
(3)物体的内能大，并不意味着做功多。在绝热过程中，只有内能变化越大时，对应着做功较多。
[试题案例]
[例2] 如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施加一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体(　　)
A.温度升高，压强增大，内能减少
B.温度降低，压强增大，内能减少
C.温度升高，压强增大，内能增加
D.温度降低，压强减小，内能增加
解析　向下压活塞，活塞对气体做功，气体的内能增加，温度升高，气体的体积减小，可得出气体的压强增大，故选项C正确。
答案　C
方法凝炼　分析绝热过程的方法
(1)在绝热的情况下，若外界对系统做正功，系统内能增加，ΔU为正值；若系统对外界做正功，系统内能减少，ΔU为负值。此过程做功的多少为内能转化的
量度。
(2)在绝热过程中，气体的初、末状态确定了，即在初、末状态的内能也相应地确定了，内能的变化ΔU也确定了。而功是能量转化的量度，所以ΔU＝W，这也是判断绝热过程的一种方法。
[针对训练2] 如图所示的容器中，A、B中各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A、B的底部由带阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热。打开阀门前，A中水面比B中水面高，打开阀门后，A中的水逐渐向B中流，最后达到同一高度，在这个过程中(　　)
A.大气压力对水做功，水的内能增加
B.水克服大气压力做功，水的内能减少
C.大气压力对水不做功，水的内能不变
D.大气压力对水不做功，水的内能增加
解析　打开阀门K稳定后，容器A、B中的水面相平，相当于图中画斜线部分的水从A移到B，这部分水的重力势能减少了，即重力对水做了功，同时大气压力对A容器中的水做正功为p0SAhA，对B容器中的水做负功为p0SBhB，因为两部分水的体积相等，所以大气压力对水做的总功为零。由于容器绝热，系统与外界之间没有热交换，而重力对系统做正功，故水的内能增加，选项D正确。
答案　D
核心要点 　热与内能的改变
[要点归纳]
1.内能与温度：从宏观上看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观上看，温度反映了分子热运动的剧烈程度，是分子平均动能的标志。物体的内能由温度、体积及物质的量决定。
2.热量和内能
(1)内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定。要使系统的内能发生变化，可以通过传热和做功两种方式来完成。
(2)热量是传热过程中的特征物理量，热量只是反映物体在状态变化过程中所转移的能量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才有变化，离开过程，毫无意义。
(3)对某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“热量”和“功”。不能说一个系统中含有多少热量。
3.热量与温度：热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内大量分子做无规则运动剧烈程度的标志。
传热的前提条件是两个系统之间要有温度差，传递的是热量而不是温度。
4.热量与功：热量和功都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量与一定量的功相当，但它们之间有着本质的区别。
5.改变内能的两种方式的比较
比较项目 做功 传热
内能变化 外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少 物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少
物理实质 其他形式的能与内能之间的转化 不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移
相互联系 做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是相同的
[试题案例]
[例3] 一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起(若不计气泡内空气分子势能的变化)，则(　　)
A.气泡对外做功，内能不变，同时放热
B.气泡对外做功，内能不变，同时吸热
C.气泡内能减少，同时放热
D.气泡内能不变，不吸热也不放热
解析　在气泡缓慢上升的过程中，气泡外部的压强逐渐减小，气泡膨胀，对外做功，故气泡中空气分子的内能减少，温度降低。但由于外部恒温，且气泡缓慢上升，故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，内能不变，故需从外界吸收热量，且吸收的热量等于对外界所做的功。
答案　B
温馨提示　传热、做功和内能改变的认知误区
(1)误认为有传热或做功时，内能一定变化。
如果只是做功或只是进行传热都会改变物体的内能，但是如果做功的同时还有传热，则内能不一定会发生变化。
(2)对做功与内能变化关系认识不清。
在判断内能增加或减少时，一定要搞清是对内做功还是对外做功，是从外界吸收热量还是向外界放出热量。
[针对训练3] 下列说法正确的是(　　)
A.热水的内能比冷水的内能多
B.温度高的物体其热量必定多，内能必定大
C.物体从外界吸收热量，其内能不一定增加
D.物体对外界做功，其内能一定减少
解析　物体的内能由温度、体积及物质的量决定，不是只由温度决定，故A、B错误；物体从外界吸收热量，有可能同时对外做功，其内能不一定增加，同时，物体对外做功，有可能同时从外界吸收热量，其内能不一定减少，故C正确，D错误。
答案　C
1.(做功与内能变化)如图所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气，以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中(　　)
A.E甲不变，E乙减小 B.E甲不变，E乙增大
C.E甲增大，E乙不变 D.E甲增大，E乙减小
解析　本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程，内能的改变取决于做功的情况。对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能减小，故选项D正确。
答案　D
2.(传热与内能变化)(多选)关于传热，下列说法正确的是(　　)
A.传热中，热量一定从含热量多的物体传向含热量少的物体
B.两个物体间发生传热的条件是它们之间有温度差
C.在传热中热量一定从内能多的物体传向内能少的物体
D.内能相等的两个物体相互接触时，也可能发生传热
解析　热量的概念只有在涉及能量传递时才有意义，所以不能说物体含有多少热量，A错误；物体间发生传热的条件是物体间存在温度差，B正确；在传热中，热量一定从温度高的物体传向温度低的物体，温度高的物体内能不一定多，故C错误，D正确。
答案　BD
3.(做功与内能变化)景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃。对筒内封闭的气体，在此压缩过程中(　　)
A.气体温度升高，压强不变
B.气体温度升高，压强变大
C.气体对外界做正功，气体内能增加
D.外界对气体做正功，气体内能减少
解析　在压缩过程中推杆对气体做正功，气体的内能增加，温度升高，根据理想气体状态方程可知，气体的压强变大，故B正确。
答案　B
4.(改变物体内能的两种方式)如图所示是古人锻造铁器的过程，关于改变物体内能的方式，下列说法正确的是(　　)
A.加热和锻打属于传热，淬火属于做功
B.加热属于传热，锻打和淬火属于做功
C.加热和淬火属于传热，锻打属于做功
D.加热和淬火属于做功，锻打属于传热
解析　用铁锤锻打铁器，铁器会发热，属于做功改变物体内能；用火对铁器加热，铁器从火中吸收热量，把铁器放在水中淬火，铁器向水中放热，所以加热和淬火属于传热改变物体内能，故选项C正确。
答案　C
5.(热和内能概念的理解)对于热量、功和内能，三者的说法正确的是(　　)
A.热量、功、内能三者的物理意义等同
B.热量、功都可以作为物体内能的量度
C.热量、功、内能的单位不相同
D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
解析　物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功或传热两种途径，这三者的物理意义不同，A错误；热量是表示在传热过程中物体内能变化的多少，而功是量度用做功的方式来改变物体内能的多少，B错误；三者单位都是焦耳，C错误；热量和功是过程量，内能是状态量，D正确。
答案　D
基础过关
1.(多选)下列关于系统的内能的说法正确的是(　　)
A.系统的内能是由系统的状态决定的.
B.分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的
C.做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能
D.气体在大气中做绝热膨胀时做了功，但气体的内能不变
解析　系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，由系统的状态决定，A正确；因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B正确；做功和传热都可以改变系统的内能，C错误；气体做绝热膨胀时对外界做了功，且与外界没有热交换，所以系统的内能要减少，故D错误。
答案　AB
2.采取绝热的方式使一定量的气体由初状态A变化至末状态B，对于不同的绝热方式，下面说法正确的是(　　)
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，由初状态A变化至末状态B，都是绝热过程。在这一过程中，气体在初状态A有一确定的内能U1，在末状态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，故B正确。
答案　B
3.如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空。现将隔板抽掉，使左侧气体自由膨胀直至达到平衡，则在此过程中(　　)
A.气体对外界做功，温度降低，内能减少
B.气体对外界做功，温度不变，内能减少
C.气体不做功，温度不变，内能不变
D.气体不做功，温度不变，内能减少
解析　气体在真空中自由膨胀时，对外不做功，又因为该过程绝热，故气体内能不变，温度不变，因而C正确。
答案　C
4.有一个小气泡从水池底缓慢地上升，气泡跟水不发生传热，而气泡内气体体积不断增大，小气泡上升的过程中(　　)
A.由于气泡克服重力做功，则它的内能减少
B.由于重力和浮力的合力对气泡做功，则它的内能增加
C.由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能增加
D.由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能减少
解析　在小气泡上升过程中，重力和浮力的合力对气泡做功，或者气泡克服重力做功，它只能改变气泡的机械能，而不影响气泡内气体的内能，故A、B错误；在上升的过程中，气泡内气体膨胀而对外界做功，使它的内能减少，故C错误，D正确。
答案　D
5.金属制成的汽缸中放入浸了少许乙醚的脱脂棉，有可能使其达到燃点而燃烧的过程是(　　)
A.迅速向里推活塞 B.迅速向外拉活塞
C.缓慢向里推活塞 D.缓慢向外拉活塞
解析　浸了乙醚的脱脂棉较容易燃烧，但在常温或稍高于常温的情况下也不会自燃，因此，想使其达到燃点而燃烧必须使其温度升高足够高，即使其内能有足够的增加。若向外拉活塞，无论是缓慢拉还是迅速拉，都会因为气体膨胀对外做功而导致汽缸内气体内能减少(温度降低)；当缓慢向里推活塞时，尽管外界对缸内气体做功而使气体温度升高，但由于气体同时要向外散热，此过程气体温度升高不多，也不能达到乙醚燃点；而当迅速向里推活塞时，外界对气体做功的功率很大，由于气体来不及向外散热，因此，气温急剧上升，这样就可以使缸内气体温度达到乙醚燃点而使之燃烧，故A正确。
答案　A
6.若A、B两物体之间没有传热，正确的解释是(　　)
A.两物体所包含的热量相等
B.两物体的内能相等
C.两物体的温度相等
D.两物体没有接触，且都处在真空中
解析　传热发生的条件是两物体存在温度差，当两物体温度相等，传热就不再发生，与两物体的内能、所处状态均无关。
答案　C
7.(多选)下列关于传热的说法中正确的是(　　)
A.热量是从含热量较多的物体传到含热量较少的物体
B.热量是从温度较高的物体传到温度较低的物体
C.热量是从内能较多的物体传到内能较少的物体
D.热量是传热过程中，物体间内能的转移量
解析　热量不是状态量，不能说含有或者具有多少热量，故A错误；在传热的过程中热量总是由温度高的物体传递给温度低的物体，故B正确，C错误；热量是传热过程中物体内能变化的量度，故D正确。
答案　BD
8.关于物体的内能以及变化，以下说法正确的是(　　)
A.物体的温度改变时，其内能必定改变
B.物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能不一定改变
C.物体对外做功，其内能必定改变，物体向外传出一定热量，其内能必定改变
D.若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变
解析　一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定。物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以A错误；做功和传热是改变物体内能的两种方式。若物体对外做功W焦，同时吸收Q焦的热量，①W>Q，则物体的内能减少；②W＝Q，则物体的内能不变；③W答案　B
能力提升
9.(多选)指出下面例子中哪些是通过做功过程来改变物体内能的(　　)
A.阳光照射衣服，衣服的温度升高
B.用打气筒打气，筒壁变热
C.手感到冷时，搓搓手就会觉得暖和些
D.擦火柴时，火柴头上的红磷温度升高到红磷的燃点
解析　A种情况中是通过传热(太阳辐射)使衣服温度升高；B种情况中，通过压缩气体做功，增加气体内能，温度升高；C、D两种情况都是摩擦生热，通过做功增加内能，故B、C、D正确。
答案　BCD
10.绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，下列说法中正确的是(　　)
A.气体内能一定增加20 J
B.气体内能增加必定小于20 J
C.气体内能增加可能小于20 J
D.气体内能可能不变
解析　绝热过程中，做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少内能发生变化，故应选A。
答案　A
11.如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)。现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程(　　)
A.Ep全部转换为气体的内能
B.Ep一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C.Ep全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D.Ep一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
解析　以活塞为研究对象，设气体压强为p1，活塞质量为m，截面积为S，末态时压强为p2，初态F弹>mg＋p1S，由题意可得末态位置必须高于初位置，否则不能平衡，则由ΔU＝W(绝热)知，W为正，ΔU必为正，温度升高，内能增加，活塞重力势能增加。末态时，由力的平衡条件知F弹′＝mg＋p2S，仍然具有一部分弹性势能，D正确。
答案　D
12.某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么(　　)
A.外界对胎内气体做功，气体内能减小
B.外界对胎内气体做功，气体内能增大
C.胎内气体对外界做功，内能减小
D.胎内气体对外界做功，内能增大
解析　对车胎内的理想气体分析知，体积增大时气体对外做功。由于气体分子间势能可忽略，内能只与分子的平均动能有关，分子总数不变，分子平均动能的标志是温度，中午温度升高，内能增加，故选D。
答案　D
13.(多选)如图所示，绝热的容器内密闭一定质量的理想气体(不考虑分子间的作用力)，用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是(　　)
A.单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少
B.电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能减少
C.电流对气体做功，气体又对外做功，其内能可能不变
D.电流对气体做功一定大于气体对外做功
解析　由题意知，气体压强不变，活塞上升，体积增大，由理想气体状态方程知，气体温度升高，内能一定增加，电流对气体做功一定大于气体对外做功，B、C错误，D正确；由气体压强的微观解释知温度升高，气体分子对活塞的冲力增大，而压强不变，单位时间内对活塞的冲力不变，因此单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数减少，A正确。
答案　AD
14.(多选)如图所示，绝热汽缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(视为理想气体)。初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法中正确的是(　　)
A.初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能
B.系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小
C.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，有热量从氧气传递到氢气
D.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小
解析　温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子的平均动能相同，与分子质量无关。初始时，两部分气体温度相同，故分子的平均动能相同，故A错误；松开固定栓至系统达到平衡的过程中，先是氢气对氧气做功，氢气内能减少、温度降低，氧气内能增加、温度升高，由于存在温度差，故会发生传热，最后两者温度相同，故氧气内能又减小，等于初始值，所以两种气体的内能与初始时相同，故B错误，C、D正确。
答案　CD