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人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化第二课时练习
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册3 气体的等压变化和等容变化第二课时练习，共29页。
理想气体、气体实验定律的微观解释
【核心素养目标】
知识点一 理想气体
【情境导入】
气体实验定律对任何气体都适用吗？为什么要引入理想气体的概念？
【知识梳理】
1．理想气体：在 温度、 压强下都遵从气体实验定律的气体．
2．理想气体与实际气体
实际气体在温度不低于 、压强不超过 时，可以当成理想气体来处理．
【重难诠释】
1．理想气体严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程．
2．理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点．它是对实际气体的一种科学抽象，是一种理想模型，实际并不存在．
3．理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力．
4．理想气体分子无分子势能的变化，内能等于所有分子热运动的动能之和，一定质量的理想气体内能只和温度有关．
【典例精析】
例1． (多选)下列对理想气体的理解，正确的有( )
A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵从气体实验定律
知识点二 理想气体的状态方程
【情境导入】
如图所示，一定质量的某种理想气体从状态A到B经历了一个等温过程，又从状态B到C经历了一个等容过程，请推导状态A的三个参量pA、VA、TA和状态C的三个参量pC、VC、TC之间的关系．
【知识梳理】
1．内容：一定 的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与 的比值保持不变．
2．表达式：eq \f(pV,T)＝C或eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2).
3．成立条件：一定 的理想气体．
【重难诠释】
1．对理想气体状态方程的理解
(1)成立条件：一定质量的理想气体．
(2)该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关．
(3)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关．
(4)方程中各量的单位：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位．
2．理想气体状态方程与气体实验定律
eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(T1＝T2时，p1V1＝p2V2玻意耳定律,V1＝V2时，\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)查理定律,p1＝p2时，\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)盖－吕萨克定律))
【典例精析】
例2．如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管竖直放置，管内水银将一定质量的理想气体封闭在U形管内，当t1＝31 ℃，大气压强p0＝76 cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L1＝8 cm，则当温度t2是多少时，左管气柱长L2为9 cm?
【规律方法】
应用理想气体状态方程解题的一般步骤
1．明确研究对象，即一定质量的理想气体；
2．确定气体在初、末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；
3．由理想气体状态方程列式求解；
4．必要时讨论结果的合理性．
知识点三 气体实验定律的微观解释
【情境导入】
(1)气体实验定律中温度、体积、压强在微观上分别与什么相关？
(2)自行车的轮胎没气后会变瘪，用打气筒向里打气，打进去的气越多，轮胎会越“硬”．怎样从微观角度来解释这种现象？(假设轮胎的容积和气体的温度不发生变化)
【知识梳理】
1．玻意耳定律的微观解释
一定质量的某种理想气体， 保持不变时，分子的平均动能是一定的．体积减小时，分子的数密度 (填“增大”或“减小”)，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就 ——(填“增大”或“减小”)．
2．盖－吕萨克定律的微观解释
一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能 (填“增大”或“减小”)，只有气体的体积同时 ，使分子的数密度 ，才能保持压强 (填“增大”“减小”或“不变”)．
3．查理定律的微观解释
一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能 (填“增大”或“减小”)，气体的压强 (填“增大”或“减小”)．
【重难诠释】
1．玻意耳定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小．
(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变．体积越小，分子的数密度增大，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大，如图．
2．查理定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小．
(2)微观解释：体积不变，则分子数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大，如图．
3．盖－吕萨克定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小．
(2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素，即分子的数密度减小，所以气体的体积增大，如图．
【典例精析】
例3．如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则( )
A．气体的平均动能不变
B．气体的内能增加
C．气体分子的数密度减小
D．气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数不变
【规律方法】
对气体实验定律的解释，注意从两个途径进行分析：一是从微观角度分析，二是从理想气体状态方程分析．
针对训练
一、单选题
1．如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的V-T图像，图线AB平行于V轴，则气体从状态A变化到状态B的过程（ ）
A．气体内能增加B．气体压强变大
C．外界对气体做功D．气体从外界吸热
2．一定质量的理想气体自状态M变化到状态N，又变化到状态P，其变化过程中各状态的压强p和体积V的关系如图所示，其中MN的反向延长线过原点，NP段为双曲线的一支。下列说法正确的是（ ）
A．自状态M变化到状态N，气体的内能没有变化
B．自状态M变化到状态N，气体吸收的热量为300J
C．自状态N变化到状态P，气体吸收的热量约为475J
D．自状态M变化到状态N，再变化到状态P，气体对外做的功为600J
3．一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A。其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．A→B过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
B．B→C过程中，气体分子内能减少
C．状态A和状态C，气体分子平均动能相同
D．气体状态变化的全过程中，气体对外做的功等于该图像围成的面积
4．一定质量的理想气体发生一系列的变化，下列不可能实现的是（ ）
A．气体的压强和体积均增加，气体的温度降低
B．气体的压强增加、温度升高，气体的体积减小
C．气体的压强、体积均增加，同时温度升高
D．气体的压强、体积均减小，同时温度降低
5．一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、c两点的温度不相同B．a、b两点的温度之比为3:4
C．a→c过程中外界对气体做功D．a→c过程中气体向外界放热
6．如图所示为水平放置的固定圆柱形汽缸，汽缸内被A、B两活塞封有一定质量的气体，活塞之间用硬杆相连（硬杆的粗细可忽略），活塞与汽缸壁之间可无摩擦地滑动而不漏气．现缸内气体温度为，活塞在图示位置保持静止，若缸内气体温度稍有下降，则下列说法中正确的是（ ）
A．活塞将向右移动
B．活塞将向左移动
C．缸内气体的体积、温度、压强都将发生变化
D．缸内气体将做等体积变化，活塞不发生移动
二、多选题
7．如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图像，其中AB段为双曲线，BC段与横轴平行，则下列说法正确的是（ ）
A．过程①中气体分子的平均动能不变
B．过程②中气体需要吸收热量，气体分子的平均动能减小
C．过程③中气体放出热量
D．过程③中气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数增大
8．一定质量的理想气体，从状态a开始经历如图所示的状态变化过程回到原状态，则下列说法中正确的是（ ）
A．a→b的过程气体吸收热量
B．b→c的过程是等温变化
C．c→a的过程气体分子的平均动能减小
D．c状态比b状态单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数多
9．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图甲中微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．图乙为分子间作用力的合力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离时，分子势能随分子间的距离增大而增大
C．图丙为一定质量的理想气体状态变化的p-V图线，由图可知气体由状态A变化到B的过程中，气体分子的平均动能先减小后增大
D．图丁和氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点
10．如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是（ ）
A．在过程ab中，气体从外界吸收热量
B．在过程bc中，气体从外界吸收热量
C．在过程ca中，气体对外界做功
D．在过程ab中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
E．在过程bc中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
11．一定质量的某种理想气体状态变化的p-V图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．状态A时气体分子的内能比状态B时小
B．气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数状态A时比状态B时多
C．气体由状态A变化到状态B的过程中温度一直保持不变
D．气体由状态A变化到状态B的过程中分子平均速率先增大后减小
12．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略），如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。当温度由变为时，油柱从离接口L处缓慢移到离接口3L的位置。下列说法正确的是（ ）
A．温度大于温度
B．饮料罐内气体的压强不变
C．罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量
D．若给吸管标上温度刻度值，刻度是均匀的
E．单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
13．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中，气体放出热量
B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．若气体在B→C过程中内能变化量的数值为2kJ，与外界交换的热量为7kJ，则在此过程中气体对外做的功为5kJ
14．一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，最后经等压过程回到初态a，其p—V图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程中所有气体分子的动能都在增加
B．b→c过程中气体对外做的功大于它吸收的热量
C．c→a过程中气体向外界释放的热量大于它减小的内能
D．从a到b到c再回到a的整个过程中气体从外界吸收热量
15．如图，一定质量的理想气体从状态经热力学过程后又回到状态。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，气体始终吸热
C．过程中，气体的温度先升高后降低
D．过程中，气体对外界做功
物理观念
了解理想气体的模型，并知道实际气体看成理想气体的条件
科学思维
掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题
科学探究
能用气体分子动理论解释三个气体实验定律
科学态度与责任
通过理想气体、气体实验定律的微观解释知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。
第二章 气体、固体和液体
第3节 气体的等压变化和等容变化（第二课时）
理想气体、气体实验定律的微观解释
【核心素养目标】
知识点一 理想气体
【情境导入】
气体实验定律对任何气体都适用吗？为什么要引入理想气体的概念？
答案 由于气体实验定律只在压强不太大、温度不太低的条件下理论结果与实验结果一致，为了使气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，引入了理想气体的概念．
【知识梳理】
1．理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体．
2．理想气体与实际气体
实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理．
【重难诠释】
1．理想气体严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程．
2．理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点．它是对实际气体的一种科学抽象，是一种理想模型，实际并不存在．
3．理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力．
4．理想气体分子无分子势能的变化，内能等于所有分子热运动的动能之和，一定质量的理想气体内能只和温度有关．
【典例精析】
例1． (多选)下列对理想气体的理解，正确的有( )
A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵从气体实验定律
【答案】
AD
【解析】理想气体是一种理想模型，温度不太低、压强不太大的实际气体可视为理想气体；理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，选项A、D正确，选项B错误．一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，与体积无关，选项C错误．
知识点二 理想气体的状态方程
【情境导入】
如图所示，一定质量的某种理想气体从状态A到B经历了一个等温过程，又从状态B到C经历了一个等容过程，请推导状态A的三个参量pA、VA、TA和状态C的三个参量pC、VC、TC之间的关系．
答案 从A→B为等温变化过程，根据玻意耳定律可得pAVA＝pBVB①
从B→C为等容变化过程，根据查理定律可得eq \f(pB,TB)＝eq \f(pC,TC)②
由题意可知：TA＝TB③
VB＝VC④
联立①②③④式可得eq \f(pAVA,TA)＝eq \f(pCVC,TC).
【知识梳理】
1．内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变．
2．表达式：eq \f(pV,T)＝C或eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2).
3．成立条件：一定质量的理想气体．
【重难诠释】
1．对理想气体状态方程的理解
(1)成立条件：一定质量的理想气体．
(2)该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关．
(3)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关．
(4)方程中各量的单位：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位．
2．理想气体状态方程与气体实验定律
eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(T1＝T2时，p1V1＝p2V2玻意耳定律,V1＝V2时，\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)查理定律,p1＝p2时，\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)盖－吕萨克定律))
【典例精析】
例2．如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管竖直放置，管内水银将一定质量的理想气体封闭在U形管内，当t1＝31 ℃，大气压强p0＝76 cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L1＝8 cm，则当温度t2是多少时，左管气柱长L2为9 cm?
【答案】
78 ℃
【解析】
设玻璃管的横截面积为S，以封闭气体为研究对象
初状态：p1＝p0＝76 cmHg，
V1＝L1·S＝8 cm·S，T1＝304 K；
末状态：p2＝p0＋2 cmHg＝78 cmHg，
V2＝L2·S＝9 cm·S，
根据理想气体状态方程eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)
代入数据解得：T2＝351 K，则t2＝(351－273) ℃＝78 ℃.
【规律方法】
应用理想气体状态方程解题的一般步骤
1．明确研究对象，即一定质量的理想气体；
2．确定气体在初、末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；
3．由理想气体状态方程列式求解；
4．必要时讨论结果的合理性．
知识点三 气体实验定律的微观解释
【情境导入】
(1)气体实验定律中温度、体积、压强在微观上分别与什么相关？
(2)自行车的轮胎没气后会变瘪，用打气筒向里打气，打进去的气越多，轮胎会越“硬”．怎样从微观角度来解释这种现象？(假设轮胎的容积和气体的温度不发生变化)
答案 (1)在微观上，气体的温度决定气体分子的平均动能，体积决定分子的数密度，而分子的平均动能和分子数密度决定气体的压强．
(2)轮胎的容积不发生变化，随着气体不断地打入，轮胎内气体分子的数密度不断增大，温度不变意味着气体分子的平均动能没有发生变化，单位时间内单位面积上碰撞轮胎的次数增多，故气体压强不断增大，轮胎会越来越“硬”．
【知识梳理】
1．玻意耳定律的微观解释
一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的．体积减小时，分子的数密度增大(填“增大”或“减小”)，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大(填“增大”或“减小”)．
2．盖－吕萨克定律的微观解释
一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变(填“增大”“减小”或“不变”)．
3．查理定律的微观解释
一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，气体的压强增大(填“增大”或“减小”)．
【重难诠释】
1．玻意耳定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小．
(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变．体积越小，分子的数密度增大，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大，如图．
2．查理定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小．
(2)微观解释：体积不变，则分子数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大，如图．
3．盖－吕萨克定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小．
(2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素，即分子的数密度减小，所以气体的体积增大，如图．
【典例精析】
例3．如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则( )
A．气体的平均动能不变
B．气体的内能增加
C．气体分子的数密度减小
D．气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数不变
【答案】B
【解析】
从p－V图像中的AB图线看，气体由状态A到状态B为等容升压变化，根据查理定律，一定质量的理想气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比，由A到B是压强增大，温度升高，分子平均动能增加，故A错误；理想气体的内能只与温度有关，气体的温度升高，内能增加，故B正确；气体体积不变，气体分子的数密度不变，温度升高，气体分子平均速率增大，则气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数增加，故C、D错误．
【规律方法】
对气体实验定律的解释，注意从两个途径进行分析：一是从微观角度分析，二是从理想气体状态方程分析．
针对训练
一、单选题
1．如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的V-T图像，图线AB平行于V轴，则气体从状态A变化到状态B的过程（ ）
A．气体内能增加B．气体压强变大
C．外界对气体做功D．气体从外界吸热
【答案】D
【解析】A．由图可知一定质量的理想气体做等温变化，温度不变，所以其他内能不变，故A错误；
B．由图可知一定质量的理想气体做等温膨胀变化，由，可知气体压强变小，故B错误；
C．由于气体体积变大，所以气体对外界做功，故C错误；
D．由气体对外界做功，可知
由热力学第一定律，可知
所以气体从外界吸热，故D正确。
故选D。
2．一定质量的理想气体自状态M变化到状态N，又变化到状态P，其变化过程中各状态的压强p和体积V的关系如图所示，其中MN的反向延长线过原点，NP段为双曲线的一支。下列说法正确的是（ ）
A．自状态M变化到状态N，气体的内能没有变化
B．自状态M变化到状态N，气体吸收的热量为300J
C．自状态N变化到状态P，气体吸收的热量约为475J
D．自状态M变化到状态N，再变化到状态P，气体对外做的功为600J
【答案】C
【解析】A．根据可知，自状态M变化到状态N，p、V的乘积增大，因此温度T升高，分子热运动的平均动能增大，总动能增大，理想气体的分子势能视为零，因此内能增大，A错误；
B．自状态M变化到状态N，气体对外做的功等于图线和V轴围成的面积，即
内能的增量，由得，气体吸收的热量
B错误；
C．图像中每个小格对应的功为，自状态N变化到状态P，气体对外做的功对应图线和V轴围成的面积，即
自状态N变化到状态P的曲线段为双曲线的一支，所以温度不变，内能不变，，由得，气体吸收的热量
C正确；
D．自状态M变化到状态N再变化到状态P
D错误。
故选C。
3．一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A。其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．A→B过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
B．B→C过程中，气体分子内能减少
C．状态A和状态C，气体分子平均动能相同
D．气体状态变化的全过程中，气体对外做的功等于该图像围成的面积
【答案】A
【解析】A．A→B过程中，气体压强不变，体积变大，温度升高，则气体分子的平均速率变大，碰撞力变大，而气体的分子数密度减小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小，选项A错误；
B．B→C过程中，气体体积不变，压强减小，温度降低，则分子内能减少，选项B正确；
C．状态A和状态C，气体的温度相同，则气体分子平均动能相同，选项C正确；
D．根据
可知，A→B气体对外做的功
B→C气体体积不变，则
C→A气体体积减小，外界对气体做的功
其值等于曲线与横轴围成的面积，则气体状态变化的全过程中气体对外做的功等于该图像围成的面积，选项D正确。
故选A。
4．一定质量的理想气体发生一系列的变化，下列不可能实现的是（ ）
A．气体的压强和体积均增加，气体的温度降低
B．气体的压强增加、温度升高，气体的体积减小
C．气体的压强、体积均增加，同时温度升高
D．气体的压强、体积均减小，同时温度降低
【答案】A
【解析】AC．根据理想气体状态方程
可知，若气体的压强增加、体积增加，则气体的温度升高，故A错误，符合题意，C正确，不符合题意；
B．若气体的压强增加、体积减小，则气体的温度可能升高，可能降低，也可能不变，故B正确，不符合题意。
D．若气体的压强、体积均减小，则气体的温度一定降低，D正确，不符合题意。
故选A。
5．一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、c两点的温度不相同B．a、b两点的温度之比为3:4
C．a→c过程中外界对气体做功D．a→c过程中气体向外界放热
【答案】B
【解析】A．根据理想气体状态方程
气体的温度与pV值成正比，由于ac两点pV值相等，故ac两点温度相等， A错误；
B．由
得
B正确；
CD．由a到c气体体积变大，气体对外做功，内能不变，气体从外界吸热，CD错误。
故选B。
6．如图所示为水平放置的固定圆柱形汽缸，汽缸内被A、B两活塞封有一定质量的气体，活塞之间用硬杆相连（硬杆的粗细可忽略），活塞与汽缸壁之间可无摩擦地滑动而不漏气．现缸内气体温度为，活塞在图示位置保持静止，若缸内气体温度稍有下降，则下列说法中正确的是（ ）
A．活塞将向右移动
B．活塞将向左移动
C．缸内气体的体积、温度、压强都将发生变化
D．缸内气体将做等体积变化，活塞不发生移动
【答案】A
【解析】AB．以活塞与硬杆整体为研究对象，由平衡条件可得
故缸内气体的压强为
当缸内气体温度稍有下降时，活塞移动前气体体积未变，由查理定律可知气体的压强减小，因
此时
即合力向右，故活塞将向右移动，A正确，B错误；
CD．由于初始状态缸内气体的压强与大气压强相等，活塞右移时，气体体积减小，气体压强再增大，达到新的平衡时仍由平衡条件可知缸内气体压强等于大气压强，即缸内气体的压强等于初始状态下的压强，故CD错误。
故选A。
二、多选题
7．如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图像，其中AB段为双曲线，BC段与横轴平行，则下列说法正确的是（ ）
A．过程①中气体分子的平均动能不变
B．过程②中气体需要吸收热量，气体分子的平均动能减小
C．过程③中气体放出热量
D．过程③中气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数增大
【答案】CD
【解析】A．图像在过程①的每点与坐标原点连线构成的斜率逐渐减小，表示理想气体的温度逐渐降低，可知平均动能减小，故A错误；
B．图像在过程②的每点与坐标原点连线构成的斜率逐渐增大，则温度升高，气体内能增大，气体平均动能增大，气体体积增大，对外界做功，气体吸热，故B错误；
C．过程③可读出压强增大，斜率不变，即温度不变，内能不变，但是体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故C正确；
D．过程③可读出压强增大，温度不变，分子的平均动能不变，根据理想气体压强的微观意义，气体压强与气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数、气体分子平均动能有关，在压强增大，温度不变以及体积减小的情况下，气体分子对容器壁的碰撞次数增大，故D正确。
故选CD。
8．一定质量的理想气体，从状态a开始经历如图所示的状态变化过程回到原状态，则下列说法中正确的是（ ）
A．a→b的过程气体吸收热量
B．b→c的过程是等温变化
C．c→a的过程气体分子的平均动能减小
D．c状态比b状态单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数多
【答案】ACD
【解析】A．由图像可知，a→b过程气体压强不变而体积增大，由一定质量的理想气体状态方程可知，气体温度上升；其中气体体积增大，外界对气体做负功，即
W＜0
而气体温度上升，内能增大即
由热力学第一定律，可知
所以a-→b的过程气体吸收热量，故A正确；
B．在p-V图像中，等温过程对应图像应是双曲线，故B错误；
C．由图像可知，c→a过程气体体积不变而压强减小，由一定质量的理想气体状态方程可知，气体温度降低，气体分子平均动能减小，故C正确；
D．由图像可知，c状态与b状态下的压强与体积的乘积相等，根据一定质量的理想气体状态方程可知，这两个状态下的温度相等，则c状态与b状态下气体平均动能相等，气体分子平均速率相等，而c状态比b状态的气体体积更小，所以单位时间内c状态比b状态撞击容器壁单位面积的分子数多，故D正确。
故选ACD。
9．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图甲中微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．图乙为分子间作用力的合力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离时，分子势能随分子间的距离增大而增大
C．图丙为一定质量的理想气体状态变化的p-V图线，由图可知气体由状态A变化到B的过程中，气体分子的平均动能先减小后增大
D．图丁和氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点
【答案】BD
【解析】A．图中显示的是布朗运动，是悬浮微粒的无规则运动，不是物质分子的无规则热运动，A错误；
B．根据图像可知当分子间的距离时，分子力表现为引力，此时随着分子间的距离增大分子力做负功，分子势能增大，B正确；
C．根据图线可得直线的方程为
所以有
可知时，乘积最大，根据公式
可知越大，温度越高；所以气体在中间时温度最高，AB时相等即此时温度相同，所以气体由状态A变化到B的过程中温度先升高后降低，根据温度是分子平均动能的标志可得气体分子的平均动能先增大后减小，C错误；
D．图中是麦克斯韦速率分布规律的图解，和氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，D正确。
故选BD。
10．如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是（ ）
A．在过程ab中，气体从外界吸收热量
B．在过程bc中，气体从外界吸收热量
C．在过程ca中，气体对外界做功
D．在过程ab中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
E．在过程bc中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
【答案】ABE
【解析】A．从a到b等容升压，根据=C可知温度升高，一定质量的理想气体内能取决气体的温度，温度升高，则内能增加，根据热力学第一定律ΔU=W＋Q可知，W=0，气体从外界吸收热量，故A正确；
B．过程bc属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律ΔU=W＋Q可知，气体从外界吸收热量，故B正确；
C．过程ca，气体压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故C错误；
D．单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数取决于分子数密度和温度，在过程ab中，气体的体积不变，则分子数密度不变，由于温度升高，则单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数增加，故D错误；
E．在过程bc中，气体温度不变，体积增大，压强减小，分子数密度减小，则单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少，故E正确。
故选ABE。
11．一定质量的某种理想气体状态变化的p-V图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．状态A时气体分子的内能比状态B时小
B．气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数状态A时比状态B时多
C．气体由状态A变化到状态B的过程中温度一直保持不变
D．气体由状态A变化到状态B的过程中分子平均速率先增大后减小
【答案】BD
【解析】A．由图像可知
所以A、B两个状态的温度相等，处于同一条等温线上，分子平均速率相等，分子平均动能相等，又由于气体为理想气体，气体的分子势能可忽略不计，所以状态A时气体分子的内能等于状态B时的分子内能，故A错误；
B．从状态A变化到状态B的过程中，气体的压强减小，所以气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减小，故B正确；
CD．在p-V图像上作出几条等温线，如图所示
由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度先升高后降低，所以分子平均速率先增大后减小，故C错误，D正确。
故选BD。
12．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略），如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。当温度由变为时，油柱从离接口L处缓慢移到离接口3L的位置。下列说法正确的是（ ）
A．温度大于温度
B．饮料罐内气体的压强不变
C．罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量
D．若给吸管标上温度刻度值，刻度是均匀的
E．单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
【答案】BCD
【解析】B．油柱从离接口L处缓慢移到离接口3L的位置，设油柱的横截面积为，大气压强为，初状态和末状态的气体的压强分别为和，油柱处于动态平衡状态，则
得
饮料罐内气体的压强不变。B正确；
A．由盖吕萨克定律
由
得
A错误；
C．由热力学第一定律，内能增大，气体对外做功，需从外界吸收热量。罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量。C正确。
D．设油柱距接口距离为，由盖吕萨克定律
可得
与x成线性关系，刻度是均匀的。D正确。
E．气体压强不变，体积变大，由压强微观解释知，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加。E错误。
故选BCD。
13．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中，气体放出热量
B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．若气体在B→C过程中内能变化量的数值为2kJ，与外界交换的热量为7kJ，则在此过程中气体对外做的功为5kJ
【答案】ABD
【解析】A．因为A→B为等温过程，温度不变，则内能不变，，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，，根据热力学第一定律，故，气体放出热量，故A正确；
B．B→C为等压过程，体积增大，由理想气体状态方程可知，气体温度升高，故气体分子的平均动能增大，故B正确；
C．C→D为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，故C错误；
D．B→C为等压过程，体积增大，气体对外做功，，该过程中气体的温度升高，则气体的内能增加2kJ，气体从外界吸收的热量为7kJ，根据热力学第一定律，气体对外界做功为5kJ，故D正确。
故选ABD。
14．一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，最后经等压过程回到初态a，其p—V图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程中所有气体分子的动能都在增加
B．b→c过程中气体对外做的功大于它吸收的热量
C．c→a过程中气体向外界释放的热量大于它减小的内能
D．从a到b到c再回到a的整个过程中气体从外界吸收热量
【答案】CD
【解析】A．a→b过程，一定质量的理想气体其体积V不变，而压强p变大，由pV = nRT可知，气体的温度升高，则平均动能增加，但不是所有气体分子的动能都在增加，A错误；
B．b→c过程为等温过程，则内能变化为零，气体的体积增大，故气体对外做功，由热力学第一定律U = Q＋W可知，气体对外做的功等于它吸收的热量，B错误；
C．c→a过程为等压，体积变小，即外界对气体做功W > 0，由pV = nRT可知，温度降低，则内能减少U < 0，由U = Q＋W可知气体放热，且│Q│ > W，│Q│ > │U│，即气体向外界释放的热量大于它减小的内能，C正确；
D．从a到b到c再回到a的整个过程中，温度不变，则U = 0，而p—V图像与坐标轴围成的面积表示做功，从a到b到c再回到a的整个过程气体对外做的功大于外界对气体的功，即总功为负，W < 0，由U = Q＋W可知，Q > 0，即气体从外界吸收热量，D正确。
故选CD。
15．如图，一定质量的理想气体从状态经热力学过程后又回到状态。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，气体始终吸热
C．过程中，气体的温度先升高后降低
D．过程中，气体对外界做功
【答案】AC
【解析】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，则
气体体积不变，外界对气体不做功，由热力学第一定律，可知
气体始终从外界吸收热量，故A正确；
B．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，则
气体体积减小，外界对气体做功，则
由热力学第一定律，可知
气体始终向外界放出热量，故B错误；
C．由图示图像可知，bc过程气体压强p与体积V的乘积pV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C正确；
D．由图像可知，ca过程中，气体对体积减小，外界对气体做功，故D错误。
故选AC。
物理观念
了解理想气体的模型，并知道实际气体看成理想气体的条件
科学思维
掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题
科学探究
能用气体分子动理论解释三个气体实验定律
科学态度与责任
通过理想气体、气体实验定律的微观解释知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。
理想气体、气体实验定律的微观解释
【核心素养目标】
知识点一 理想气体
【情境导入】
气体实验定律对任何气体都适用吗？为什么要引入理想气体的概念？
【知识梳理】
1．理想气体：在 温度、 压强下都遵从气体实验定律的气体．
2．理想气体与实际气体
实际气体在温度不低于 、压强不超过 时，可以当成理想气体来处理．
【重难诠释】
1．理想气体严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程．
2．理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点．它是对实际气体的一种科学抽象，是一种理想模型，实际并不存在．
3．理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力．
4．理想气体分子无分子势能的变化，内能等于所有分子热运动的动能之和，一定质量的理想气体内能只和温度有关．
【典例精析】
例1． (多选)下列对理想气体的理解，正确的有( )
A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵从气体实验定律
知识点二 理想气体的状态方程
【情境导入】
如图所示，一定质量的某种理想气体从状态A到B经历了一个等温过程，又从状态B到C经历了一个等容过程，请推导状态A的三个参量pA、VA、TA和状态C的三个参量pC、VC、TC之间的关系．
【知识梳理】
1．内容：一定 的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与 的比值保持不变．
2．表达式：eq \f(pV,T)＝C或eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2).
3．成立条件：一定 的理想气体．
【重难诠释】
1．对理想气体状态方程的理解
(1)成立条件：一定质量的理想气体．
(2)该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关．
(3)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关．
(4)方程中各量的单位：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位．
2．理想气体状态方程与气体实验定律
eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(T1＝T2时，p1V1＝p2V2玻意耳定律,V1＝V2时，\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)查理定律,p1＝p2时，\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)盖－吕萨克定律))
【典例精析】
例2．如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管竖直放置，管内水银将一定质量的理想气体封闭在U形管内，当t1＝31 ℃，大气压强p0＝76 cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L1＝8 cm，则当温度t2是多少时，左管气柱长L2为9 cm?
【规律方法】
应用理想气体状态方程解题的一般步骤
1．明确研究对象，即一定质量的理想气体；
2．确定气体在初、末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；
3．由理想气体状态方程列式求解；
4．必要时讨论结果的合理性．
知识点三 气体实验定律的微观解释
【情境导入】
(1)气体实验定律中温度、体积、压强在微观上分别与什么相关？
(2)自行车的轮胎没气后会变瘪，用打气筒向里打气，打进去的气越多，轮胎会越“硬”．怎样从微观角度来解释这种现象？(假设轮胎的容积和气体的温度不发生变化)
【知识梳理】
1．玻意耳定律的微观解释
一定质量的某种理想气体， 保持不变时，分子的平均动能是一定的．体积减小时，分子的数密度 (填“增大”或“减小”)，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就 ——(填“增大”或“减小”)．
2．盖－吕萨克定律的微观解释
一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能 (填“增大”或“减小”)，只有气体的体积同时 ，使分子的数密度 ，才能保持压强 (填“增大”“减小”或“不变”)．
3．查理定律的微观解释
一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能 (填“增大”或“减小”)，气体的压强 (填“增大”或“减小”)．
【重难诠释】
1．玻意耳定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小．
(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变．体积越小，分子的数密度增大，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大，如图．
2．查理定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小．
(2)微观解释：体积不变，则分子数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大，如图．
3．盖－吕萨克定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小．
(2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素，即分子的数密度减小，所以气体的体积增大，如图．
【典例精析】
例3．如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则( )
A．气体的平均动能不变
B．气体的内能增加
C．气体分子的数密度减小
D．气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数不变
【规律方法】
对气体实验定律的解释，注意从两个途径进行分析：一是从微观角度分析，二是从理想气体状态方程分析．
针对训练
一、单选题
1．如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的V-T图像，图线AB平行于V轴，则气体从状态A变化到状态B的过程（ ）
A．气体内能增加B．气体压强变大
C．外界对气体做功D．气体从外界吸热
2．一定质量的理想气体自状态M变化到状态N，又变化到状态P，其变化过程中各状态的压强p和体积V的关系如图所示，其中MN的反向延长线过原点，NP段为双曲线的一支。下列说法正确的是（ ）
A．自状态M变化到状态N，气体的内能没有变化
B．自状态M变化到状态N，气体吸收的热量为300J
C．自状态N变化到状态P，气体吸收的热量约为475J
D．自状态M变化到状态N，再变化到状态P，气体对外做的功为600J
3．一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A。其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．A→B过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
B．B→C过程中，气体分子内能减少
C．状态A和状态C，气体分子平均动能相同
D．气体状态变化的全过程中，气体对外做的功等于该图像围成的面积
4．一定质量的理想气体发生一系列的变化，下列不可能实现的是（ ）
A．气体的压强和体积均增加，气体的温度降低
B．气体的压强增加、温度升高，气体的体积减小
C．气体的压强、体积均增加，同时温度升高
D．气体的压强、体积均减小，同时温度降低
5．一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、c两点的温度不相同B．a、b两点的温度之比为3:4
C．a→c过程中外界对气体做功D．a→c过程中气体向外界放热
6．如图所示为水平放置的固定圆柱形汽缸，汽缸内被A、B两活塞封有一定质量的气体，活塞之间用硬杆相连（硬杆的粗细可忽略），活塞与汽缸壁之间可无摩擦地滑动而不漏气．现缸内气体温度为，活塞在图示位置保持静止，若缸内气体温度稍有下降，则下列说法中正确的是（ ）
A．活塞将向右移动
B．活塞将向左移动
C．缸内气体的体积、温度、压强都将发生变化
D．缸内气体将做等体积变化，活塞不发生移动
二、多选题
7．如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图像，其中AB段为双曲线，BC段与横轴平行，则下列说法正确的是（ ）
A．过程①中气体分子的平均动能不变
B．过程②中气体需要吸收热量，气体分子的平均动能减小
C．过程③中气体放出热量
D．过程③中气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数增大
8．一定质量的理想气体，从状态a开始经历如图所示的状态变化过程回到原状态，则下列说法中正确的是（ ）
A．a→b的过程气体吸收热量
B．b→c的过程是等温变化
C．c→a的过程气体分子的平均动能减小
D．c状态比b状态单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数多
9．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图甲中微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．图乙为分子间作用力的合力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离时，分子势能随分子间的距离增大而增大
C．图丙为一定质量的理想气体状态变化的p-V图线，由图可知气体由状态A变化到B的过程中，气体分子的平均动能先减小后增大
D．图丁和氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点
10．如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是（ ）
A．在过程ab中，气体从外界吸收热量
B．在过程bc中，气体从外界吸收热量
C．在过程ca中，气体对外界做功
D．在过程ab中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
E．在过程bc中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
11．一定质量的某种理想气体状态变化的p-V图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．状态A时气体分子的内能比状态B时小
B．气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数状态A时比状态B时多
C．气体由状态A变化到状态B的过程中温度一直保持不变
D．气体由状态A变化到状态B的过程中分子平均速率先增大后减小
12．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略），如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。当温度由变为时，油柱从离接口L处缓慢移到离接口3L的位置。下列说法正确的是（ ）
A．温度大于温度
B．饮料罐内气体的压强不变
C．罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量
D．若给吸管标上温度刻度值，刻度是均匀的
E．单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
13．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中，气体放出热量
B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．若气体在B→C过程中内能变化量的数值为2kJ，与外界交换的热量为7kJ，则在此过程中气体对外做的功为5kJ
14．一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，最后经等压过程回到初态a，其p—V图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程中所有气体分子的动能都在增加
B．b→c过程中气体对外做的功大于它吸收的热量
C．c→a过程中气体向外界释放的热量大于它减小的内能
D．从a到b到c再回到a的整个过程中气体从外界吸收热量
15．如图，一定质量的理想气体从状态经热力学过程后又回到状态。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，气体始终吸热
C．过程中，气体的温度先升高后降低
D．过程中，气体对外界做功
物理观念
了解理想气体的模型，并知道实际气体看成理想气体的条件
科学思维
掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题
科学探究
能用气体分子动理论解释三个气体实验定律
科学态度与责任
通过理想气体、气体实验定律的微观解释知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。
第二章 气体、固体和液体
第3节 气体的等压变化和等容变化（第二课时）
理想气体、气体实验定律的微观解释
【核心素养目标】
知识点一 理想气体
【情境导入】
气体实验定律对任何气体都适用吗？为什么要引入理想气体的概念？
答案 由于气体实验定律只在压强不太大、温度不太低的条件下理论结果与实验结果一致，为了使气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，引入了理想气体的概念．
【知识梳理】
1．理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体．
2．理想气体与实际气体
实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理．
【重难诠释】
1．理想气体严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程．
2．理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点．它是对实际气体的一种科学抽象，是一种理想模型，实际并不存在．
3．理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力．
4．理想气体分子无分子势能的变化，内能等于所有分子热运动的动能之和，一定质量的理想气体内能只和温度有关．
【典例精析】
例1． (多选)下列对理想气体的理解，正确的有( )
A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵从气体实验定律
【答案】
AD
【解析】理想气体是一种理想模型，温度不太低、压强不太大的实际气体可视为理想气体；理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，选项A、D正确，选项B错误．一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，与体积无关，选项C错误．
知识点二 理想气体的状态方程
【情境导入】
如图所示，一定质量的某种理想气体从状态A到B经历了一个等温过程，又从状态B到C经历了一个等容过程，请推导状态A的三个参量pA、VA、TA和状态C的三个参量pC、VC、TC之间的关系．
答案 从A→B为等温变化过程，根据玻意耳定律可得pAVA＝pBVB①
从B→C为等容变化过程，根据查理定律可得eq \f(pB,TB)＝eq \f(pC,TC)②
由题意可知：TA＝TB③
VB＝VC④
联立①②③④式可得eq \f(pAVA,TA)＝eq \f(pCVC,TC).
【知识梳理】
1．内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变．
2．表达式：eq \f(pV,T)＝C或eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2).
3．成立条件：一定质量的理想气体．
【重难诠释】
1．对理想气体状态方程的理解
(1)成立条件：一定质量的理想气体．
(2)该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关．
(3)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关．
(4)方程中各量的单位：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位．
2．理想气体状态方程与气体实验定律
eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(T1＝T2时，p1V1＝p2V2玻意耳定律,V1＝V2时，\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)查理定律,p1＝p2时，\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)盖－吕萨克定律))
【典例精析】
例2．如图所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U形玻璃管竖直放置，管内水银将一定质量的理想气体封闭在U形管内，当t1＝31 ℃，大气压强p0＝76 cmHg时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L1＝8 cm，则当温度t2是多少时，左管气柱长L2为9 cm?
【答案】
78 ℃
【解析】
设玻璃管的横截面积为S，以封闭气体为研究对象
初状态：p1＝p0＝76 cmHg，
V1＝L1·S＝8 cm·S，T1＝304 K；
末状态：p2＝p0＋2 cmHg＝78 cmHg，
V2＝L2·S＝9 cm·S，
根据理想气体状态方程eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)
代入数据解得：T2＝351 K，则t2＝(351－273) ℃＝78 ℃.
【规律方法】
应用理想气体状态方程解题的一般步骤
1．明确研究对象，即一定质量的理想气体；
2．确定气体在初、末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；
3．由理想气体状态方程列式求解；
4．必要时讨论结果的合理性．
知识点三 气体实验定律的微观解释
【情境导入】
(1)气体实验定律中温度、体积、压强在微观上分别与什么相关？
(2)自行车的轮胎没气后会变瘪，用打气筒向里打气，打进去的气越多，轮胎会越“硬”．怎样从微观角度来解释这种现象？(假设轮胎的容积和气体的温度不发生变化)
答案 (1)在微观上，气体的温度决定气体分子的平均动能，体积决定分子的数密度，而分子的平均动能和分子数密度决定气体的压强．
(2)轮胎的容积不发生变化，随着气体不断地打入，轮胎内气体分子的数密度不断增大，温度不变意味着气体分子的平均动能没有发生变化，单位时间内单位面积上碰撞轮胎的次数增多，故气体压强不断增大，轮胎会越来越“硬”．
【知识梳理】
1．玻意耳定律的微观解释
一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的．体积减小时，分子的数密度增大(填“增大”或“减小”)，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大(填“增大”或“减小”)．
2．盖－吕萨克定律的微观解释
一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变(填“增大”“减小”或“不变”)．
3．查理定律的微观解释
一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，气体的压强增大(填“增大”或“减小”)．
【重难诠释】
1．玻意耳定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小．
(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变．体积越小，分子的数密度增大，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大，如图．
2．查理定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小．
(2)微观解释：体积不变，则分子数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大，如图．
3．盖－吕萨克定律
(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小．
(2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素，即分子的数密度减小，所以气体的体积增大，如图．
【典例精析】
例3．如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B，则( )
A．气体的平均动能不变
B．气体的内能增加
C．气体分子的数密度减小
D．气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数不变
【答案】B
【解析】
从p－V图像中的AB图线看，气体由状态A到状态B为等容升压变化，根据查理定律，一定质量的理想气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比，由A到B是压强增大，温度升高，分子平均动能增加，故A错误；理想气体的内能只与温度有关，气体的温度升高，内能增加，故B正确；气体体积不变，气体分子的数密度不变，温度升高，气体分子平均速率增大，则气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数增加，故C、D错误．
【规律方法】
对气体实验定律的解释，注意从两个途径进行分析：一是从微观角度分析，二是从理想气体状态方程分析．
针对训练
一、单选题
1．如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的V-T图像，图线AB平行于V轴，则气体从状态A变化到状态B的过程（ ）
A．气体内能增加B．气体压强变大
C．外界对气体做功D．气体从外界吸热
【答案】D
【解析】A．由图可知一定质量的理想气体做等温变化，温度不变，所以其他内能不变，故A错误；
B．由图可知一定质量的理想气体做等温膨胀变化，由，可知气体压强变小，故B错误；
C．由于气体体积变大，所以气体对外界做功，故C错误；
D．由气体对外界做功，可知
由热力学第一定律，可知
所以气体从外界吸热，故D正确。
故选D。
2．一定质量的理想气体自状态M变化到状态N，又变化到状态P，其变化过程中各状态的压强p和体积V的关系如图所示，其中MN的反向延长线过原点，NP段为双曲线的一支。下列说法正确的是（ ）
A．自状态M变化到状态N，气体的内能没有变化
B．自状态M变化到状态N，气体吸收的热量为300J
C．自状态N变化到状态P，气体吸收的热量约为475J
D．自状态M变化到状态N，再变化到状态P，气体对外做的功为600J
【答案】C
【解析】A．根据可知，自状态M变化到状态N，p、V的乘积增大，因此温度T升高，分子热运动的平均动能增大，总动能增大，理想气体的分子势能视为零，因此内能增大，A错误；
B．自状态M变化到状态N，气体对外做的功等于图线和V轴围成的面积，即
内能的增量，由得，气体吸收的热量
B错误；
C．图像中每个小格对应的功为，自状态N变化到状态P，气体对外做的功对应图线和V轴围成的面积，即
自状态N变化到状态P的曲线段为双曲线的一支，所以温度不变，内能不变，，由得，气体吸收的热量
C正确；
D．自状态M变化到状态N再变化到状态P
D错误。
故选C。
3．一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A。其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．A→B过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
B．B→C过程中，气体分子内能减少
C．状态A和状态C，气体分子平均动能相同
D．气体状态变化的全过程中，气体对外做的功等于该图像围成的面积
【答案】A
【解析】A．A→B过程中，气体压强不变，体积变大，温度升高，则气体分子的平均速率变大，碰撞力变大，而气体的分子数密度减小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小，选项A错误；
B．B→C过程中，气体体积不变，压强减小，温度降低，则分子内能减少，选项B正确；
C．状态A和状态C，气体的温度相同，则气体分子平均动能相同，选项C正确；
D．根据
可知，A→B气体对外做的功
B→C气体体积不变，则
C→A气体体积减小，外界对气体做的功
其值等于曲线与横轴围成的面积，则气体状态变化的全过程中气体对外做的功等于该图像围成的面积，选项D正确。
故选A。
4．一定质量的理想气体发生一系列的变化，下列不可能实现的是（ ）
A．气体的压强和体积均增加，气体的温度降低
B．气体的压强增加、温度升高，气体的体积减小
C．气体的压强、体积均增加，同时温度升高
D．气体的压强、体积均减小，同时温度降低
【答案】A
【解析】AC．根据理想气体状态方程
可知，若气体的压强增加、体积增加，则气体的温度升高，故A错误，符合题意，C正确，不符合题意；
B．若气体的压强增加、体积减小，则气体的温度可能升高，可能降低，也可能不变，故B正确，不符合题意。
D．若气体的压强、体积均减小，则气体的温度一定降低，D正确，不符合题意。
故选A。
5．一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、c两点的温度不相同B．a、b两点的温度之比为3:4
C．a→c过程中外界对气体做功D．a→c过程中气体向外界放热
【答案】B
【解析】A．根据理想气体状态方程
气体的温度与pV值成正比，由于ac两点pV值相等，故ac两点温度相等， A错误；
B．由
得
B正确；
CD．由a到c气体体积变大，气体对外做功，内能不变，气体从外界吸热，CD错误。
故选B。
6．如图所示为水平放置的固定圆柱形汽缸，汽缸内被A、B两活塞封有一定质量的气体，活塞之间用硬杆相连（硬杆的粗细可忽略），活塞与汽缸壁之间可无摩擦地滑动而不漏气．现缸内气体温度为，活塞在图示位置保持静止，若缸内气体温度稍有下降，则下列说法中正确的是（ ）
A．活塞将向右移动
B．活塞将向左移动
C．缸内气体的体积、温度、压强都将发生变化
D．缸内气体将做等体积变化，活塞不发生移动
【答案】A
【解析】AB．以活塞与硬杆整体为研究对象，由平衡条件可得
故缸内气体的压强为
当缸内气体温度稍有下降时，活塞移动前气体体积未变，由查理定律可知气体的压强减小，因
此时
即合力向右，故活塞将向右移动，A正确，B错误；
CD．由于初始状态缸内气体的压强与大气压强相等，活塞右移时，气体体积减小，气体压强再增大，达到新的平衡时仍由平衡条件可知缸内气体压强等于大气压强，即缸内气体的压强等于初始状态下的压强，故CD错误。
故选A。
二、多选题
7．如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图像，其中AB段为双曲线，BC段与横轴平行，则下列说法正确的是（ ）
A．过程①中气体分子的平均动能不变
B．过程②中气体需要吸收热量，气体分子的平均动能减小
C．过程③中气体放出热量
D．过程③中气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数增大
【答案】CD
【解析】A．图像在过程①的每点与坐标原点连线构成的斜率逐渐减小，表示理想气体的温度逐渐降低，可知平均动能减小，故A错误；
B．图像在过程②的每点与坐标原点连线构成的斜率逐渐增大，则温度升高，气体内能增大，气体平均动能增大，气体体积增大，对外界做功，气体吸热，故B错误；
C．过程③可读出压强增大，斜率不变，即温度不变，内能不变，但是体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故C正确；
D．过程③可读出压强增大，温度不变，分子的平均动能不变，根据理想气体压强的微观意义，气体压强与气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数、气体分子平均动能有关，在压强增大，温度不变以及体积减小的情况下，气体分子对容器壁的碰撞次数增大，故D正确。
故选CD。
8．一定质量的理想气体，从状态a开始经历如图所示的状态变化过程回到原状态，则下列说法中正确的是（ ）
A．a→b的过程气体吸收热量
B．b→c的过程是等温变化
C．c→a的过程气体分子的平均动能减小
D．c状态比b状态单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数多
【答案】ACD
【解析】A．由图像可知，a→b过程气体压强不变而体积增大，由一定质量的理想气体状态方程可知，气体温度上升；其中气体体积增大，外界对气体做负功，即
W＜0
而气体温度上升，内能增大即
由热力学第一定律，可知
所以a-→b的过程气体吸收热量，故A正确；
B．在p-V图像中，等温过程对应图像应是双曲线，故B错误；
C．由图像可知，c→a过程气体体积不变而压强减小，由一定质量的理想气体状态方程可知，气体温度降低，气体分子平均动能减小，故C正确；
D．由图像可知，c状态与b状态下的压强与体积的乘积相等，根据一定质量的理想气体状态方程可知，这两个状态下的温度相等，则c状态与b状态下气体平均动能相等，气体分子平均速率相等，而c状态比b状态的气体体积更小，所以单位时间内c状态比b状态撞击容器壁单位面积的分子数多，故D正确。
故选ACD。
9．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图甲中微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．图乙为分子间作用力的合力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离时，分子势能随分子间的距离增大而增大
C．图丙为一定质量的理想气体状态变化的p-V图线，由图可知气体由状态A变化到B的过程中，气体分子的平均动能先减小后增大
D．图丁和氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点
【答案】BD
【解析】A．图中显示的是布朗运动，是悬浮微粒的无规则运动，不是物质分子的无规则热运动，A错误；
B．根据图像可知当分子间的距离时，分子力表现为引力，此时随着分子间的距离增大分子力做负功，分子势能增大，B正确；
C．根据图线可得直线的方程为
所以有
可知时，乘积最大，根据公式
可知越大，温度越高；所以气体在中间时温度最高，AB时相等即此时温度相同，所以气体由状态A变化到B的过程中温度先升高后降低，根据温度是分子平均动能的标志可得气体分子的平均动能先增大后减小，C错误；
D．图中是麦克斯韦速率分布规律的图解，和氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，D正确。
故选BD。
10．如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是（ ）
A．在过程ab中，气体从外界吸收热量
B．在过程bc中，气体从外界吸收热量
C．在过程ca中，气体对外界做功
D．在过程ab中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
E．在过程bc中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
【答案】ABE
【解析】A．从a到b等容升压，根据=C可知温度升高，一定质量的理想气体内能取决气体的温度，温度升高，则内能增加，根据热力学第一定律ΔU=W＋Q可知，W=0，气体从外界吸收热量，故A正确；
B．过程bc属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律ΔU=W＋Q可知，气体从外界吸收热量，故B正确；
C．过程ca，气体压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故C错误；
D．单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数取决于分子数密度和温度，在过程ab中，气体的体积不变，则分子数密度不变，由于温度升高，则单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数增加，故D错误；
E．在过程bc中，气体温度不变，体积增大，压强减小，分子数密度减小，则单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少，故E正确。
故选ABE。
11．一定质量的某种理想气体状态变化的p-V图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．状态A时气体分子的内能比状态B时小
B．气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数状态A时比状态B时多
C．气体由状态A变化到状态B的过程中温度一直保持不变
D．气体由状态A变化到状态B的过程中分子平均速率先增大后减小
【答案】BD
【解析】A．由图像可知
所以A、B两个状态的温度相等，处于同一条等温线上，分子平均速率相等，分子平均动能相等，又由于气体为理想气体，气体的分子势能可忽略不计，所以状态A时气体分子的内能等于状态B时的分子内能，故A错误；
B．从状态A变化到状态B的过程中，气体的压强减小，所以气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减小，故B正确；
CD．在p-V图像上作出几条等温线，如图所示
由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度先升高后降低，所以分子平均速率先增大后减小，故C错误，D正确。
故选BD。
12．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略），如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。当温度由变为时，油柱从离接口L处缓慢移到离接口3L的位置。下列说法正确的是（ ）
A．温度大于温度
B．饮料罐内气体的压强不变
C．罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量
D．若给吸管标上温度刻度值，刻度是均匀的
E．单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
【答案】BCD
【解析】B．油柱从离接口L处缓慢移到离接口3L的位置，设油柱的横截面积为，大气压强为，初状态和末状态的气体的压强分别为和，油柱处于动态平衡状态，则
得
饮料罐内气体的压强不变。B正确；
A．由盖吕萨克定律
由
得
A错误；
C．由热力学第一定律，内能增大，气体对外做功，需从外界吸收热量。罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量。C正确。
D．设油柱距接口距离为，由盖吕萨克定律
可得
与x成线性关系，刻度是均匀的。D正确。
E．气体压强不变，体积变大，由压强微观解释知，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加。E错误。
故选BCD。
13．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中，气体放出热量
B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．若气体在B→C过程中内能变化量的数值为2kJ，与外界交换的热量为7kJ，则在此过程中气体对外做的功为5kJ
【答案】ABD
【解析】A．因为A→B为等温过程，温度不变，则内能不变，，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，，根据热力学第一定律，故，气体放出热量，故A正确；
B．B→C为等压过程，体积增大，由理想气体状态方程可知，气体温度升高，故气体分子的平均动能增大，故B正确；
C．C→D为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，故C错误；
D．B→C为等压过程，体积增大，气体对外做功，，该过程中气体的温度升高，则气体的内能增加2kJ，气体从外界吸收的热量为7kJ，根据热力学第一定律，气体对外界做功为5kJ，故D正确。
故选ABD。
14．一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，最后经等压过程回到初态a，其p—V图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程中所有气体分子的动能都在增加
B．b→c过程中气体对外做的功大于它吸收的热量
C．c→a过程中气体向外界释放的热量大于它减小的内能
D．从a到b到c再回到a的整个过程中气体从外界吸收热量
【答案】CD
【解析】A．a→b过程，一定质量的理想气体其体积V不变，而压强p变大，由pV = nRT可知，气体的温度升高，则平均动能增加，但不是所有气体分子的动能都在增加，A错误；
B．b→c过程为等温过程，则内能变化为零，气体的体积增大，故气体对外做功，由热力学第一定律U = Q＋W可知，气体对外做的功等于它吸收的热量，B错误；
C．c→a过程为等压，体积变小，即外界对气体做功W > 0，由pV = nRT可知，温度降低，则内能减少U < 0，由U = Q＋W可知气体放热，且│Q│ > W，│Q│ > │U│，即气体向外界释放的热量大于它减小的内能，C正确；
D．从a到b到c再回到a的整个过程中，温度不变，则U = 0，而p—V图像与坐标轴围成的面积表示做功，从a到b到c再回到a的整个过程气体对外做的功大于外界对气体的功，即总功为负，W < 0，由U = Q＋W可知，Q > 0，即气体从外界吸收热量，D正确。
故选CD。
15．如图，一定质量的理想气体从状态经热力学过程后又回到状态。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，气体始终吸热
C．过程中，气体的温度先升高后降低
D．过程中，气体对外界做功
【答案】AC
【解析】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，则
气体体积不变，外界对气体不做功，由热力学第一定律，可知
气体始终从外界吸收热量，故A正确；
B．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，则
气体体积减小，外界对气体做功，则
由热力学第一定律，可知
气体始终向外界放出热量，故B错误；
C．由图示图像可知，bc过程气体压强p与体积V的乘积pV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C正确；
D．由图像可知，ca过程中，气体对体积减小，外界对气体做功，故D错误。
故选AC。
物理观念
了解理想气体的模型，并知道实际气体看成理想气体的条件
科学思维
掌握理想气体状态方程的内容和表达式，并能应用方程解决实际问题
科学探究
能用气体分子动理论解释三个气体实验定律
科学态度与责任
通过理想气体、气体实验定律的微观解释知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。
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