第3节热力学第一定律能量守恒定律1．(2020·北京市高三学业水平等级考)如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p－V图中从a到b的直线所示。在此过程中(C)A．气体温度一直降低B．气体内能一直减小C．气体一直对外做功D．气体一直向外界放热解析：一定质量的理想气体从a到b的过程，由理想气体状态方程eq\f(paVa,Ta)＝eq\f(pbVb,Tb)可知Tb>Ta，即气体的温度一直升高，故A错误；根据理想气体的内能只与温度有关，温度升高，内能增大，可知气体的内能一直增加，故B错误；由于从a到b的过程中气体的体积一直增大，所以气体一直对外做功，故C正确；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，从a到b的过程中，气体一直从外界吸热，故D错误。2.(2020·江苏省新沂市润新学校高三下学期月考)如图所示，绝热容器中封闭一定质量的理想气体，现通过电热丝缓慢加热，当气体吸收热量Q时，活塞恰好缓慢上移H，已知活塞横截面积为S，重量忽略不计，大气压强为p0，求封闭气体内能增加量。答案：Q－p0SH解析：加热过程中气体做等压变化，封闭气体压强为p＝p0，气体对外做功为W＝p0SH由热力学第一定律知内能的增加量为ΔU＝Q－W＝Q－p0SH3.(2020·重庆一中高二下学期期中)如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环，该过程每个状态都视为平衡态，各状态参数如图所示。A状态的压强为pA＝1.2×105Pa，求：(1)B状态的温度TB；(2)C状态压强pC；(3)完成一个循环，气体与外界热交换的热量是多少？是吸热还是放热？答案：(1)600K(2)3×105Pa(3)180J放热解析：(1)理想气体从A状态到B状态的过程中，压强保持不变根据盖·吕萨克定律有eq\f(VA,TA)＝eq\f(VB,TB)代入数据解得TB＝eq\f(VB,VA)TA＝eq\f(2×10－3,1×10－3)×300K＝600K(2)由理想气体状态方程：eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pCVV,TC)得：pC＝3×105Pa(3)理想气体从A状态到B状态的过程中，外界对气体做功W1＝－pA(VA－VB)解得：W1＝－120J；气体从B状态到C状态过程中，体积不变，外界对气体做功为零；从C状态到D状态的过程中，外界对气体做功W2＝pC(VC－VD)，解得W2＝300J；从D状态到A状态过程中，体积不变，外界对气体做功为零；一次循环过程中外界对气体所做的总功W＝W1＋W2＝180J理想气体从A状态完成一次循环，回到A状态，始末温度不变，所以内能不变根据热力第一定律ΔU＝W＋Q，解得Q＝－180J故完成一个循环，气体对外界放热180J。