一定质量的非理想气体(分子间的作用力不可忽略)，从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，则气体的内能改变了多少？气体的分子平均动能

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一定质量的非理想气体(分子间的作用力不可忽略)，从外界吸收了4.2×10⁵J的热量，同时气体对外做了6×10⁵J的功，则气体的内能改变了多少？气体的分子平均动能是增加还是减少？

答案

(1)因气体从外界吸收热量，所以
Q＝4.2×10⁵J，
气体对外做功6×10⁵J，则外界对气体做功
W＝－6×105J，
由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，得
ΔU＝－6×10⁵J＋4.2×10⁵J＝－1.8×10⁵J，
所以物体内能减少了1.8×10⁵J.
(2)因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了，分子力做负功，气体的分子势能增加了．所以分子的平均动能减少

解析

本题考查热力学第一定律，改变内能的两种方式：做功和热传递；

举一反三

上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为0.2ｍ^２的轻活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体Ａ封闭在气缸内．温度为300Ｋ时，活塞离气缸底部的高度为0.6ｍ；当在活塞加一质量为M的物体，再将气体加热到363Ｋ时，活塞上升了0.05ｍ此时气体的压强为1.1×10⁵pa，不计摩擦力及固体体积的变化，求物体Ａ的体积和M的大小．设大气压强为10⁵pa.

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使一定质量的理想气体的状态按图中箭头所示的顺序变化，图线BC是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。

(1)已知气体在状态A的温度T_A＝300K，问气体在状态B、C和D的温度各是多大?
(2)将上述气体变化过程在V－T中表示出来(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化方向)。

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如图所示，圆柱形气缸开口向上竖直放置在水平面上，气缸足够长，内截曲积为S,大气压强为P₀，一厚度不计、质量为

的活塞封住一定量的理想气体，温度为T₀时缸内气体体积为V₀，先在活塞上缓慢放上质量为3m的砂子，然后将缸内气体温度缓慢升高到2T₀，求：

①最后缸内气体的体积；
②在右图中做出缸内气体状态变化的P-V图象

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如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB=BC=

，且此时A、C端等高。平街时，管内水银总长度为

，玻璃管AB内封闭有长为

的空气柱。已知大气压强为

汞柱高。如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地转动至BC管水平，求此时AB管内气体的压强为多少汞柱高?管内封入的气体可视为理想气体且温度不变。

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如图所示，固定的绝热气缸内有一质量为m的“T”型绝热活塞（体积可忽略），距气缸底部h₀处连接一U形管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T₀，活塞距离气缸底部为1.5h₀，两边水银柱存在高度差。已知水银的密度为ρ，大气压强为p₀，气缸横截面积为S，活塞竖直部分长为1.2h₀，重力加速度为g。求：

①初始时，水银柱两液面高度差。
②通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两水银面相平。

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