12．(6分)(2014·南京模拟)如图所示，一定质量的理想气体的p—V图象中，A→B为等温过程，B→C为绝热过程。这两个过程中，内能减少的是________；此过程中______(选填“气体对外”或“外界对气体”)做功。
[答案] B→C 气体对外
[解析] A→B过程为等温膨胀的过程，内能不变，B→C是降温过程，所以内能减少，根据热力学第一定律可知在此过程中气体对外做功。
13．(6分)可燃冰是天然气的固体状态，深埋于海底和陆地永久冻土层中，它的主要成分是甲烷分子与水分子，是极具发展潜力的新能源。如果海底地层断裂，可燃冰分解产生的气体就会喷出海面．设有一定质量的甲烷气体从海面下某处上升，不计海水温度的变化，甲烷气体在海水中上升时对周围海水做________(填“正”或“负”)功，甲烷气体______(填“吸热”、“放热”或“与海水无热交换”)。
[答案] 正 吸热
[解析] 本题关键是看懂气泡在水中上升由于压力的缘故气泡会逐渐变大对外做功，由于温度不变，气体内能不变，对外做功吸热。
三、论述计算题(共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
14．(10分)(2014·南京模拟)1mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4L。试估算温度为0℃，压强为2个标准大气压状态下1个立方米内气体分子数目(结果保留两位有效数字)。
[答案] 5.4×1025个
[解析] 设0℃，p1＝2大气压下，气体体积V1＝1m3，在标准状态下，压强p2＝1大气压，气体体积V2
由p1V1＝p2V2得到V2＝2.0m3 V2N＝NA＝5.4×1025(个)
22.4
15．(10分)(2014·武汉市部分学校新高三起点调研测试)如图所示，一环形玻璃管放在水平面内，管内封闭有一定质量的理想气体，一固定的活塞C和一能自由移动的活塞A将管内的气体分成体积相等的两部分Ⅰ、Ⅱ。现保持气体Ⅱ的温度不变为T0＝300K，对气体I缓慢加热至T＝500K，求此时气体Ⅰ、Ⅱ的体积之比。(活塞绝热且不计体积)
[答案] 5
3
[解析] 设环形玻璃管内Ⅰ、Ⅱ两部分的初始体积为V0，加热前后两部分气体的压强分别为p0、p，Ⅰ中气体体积的增加量为ΔV，由理想气体状态方程，对Ⅰ中气体有
p0V0p?V0＋ΔV?
＝ T0T
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由玻意耳定律，对Ⅱ中气体有p0V0＝p(V0－ΔV) V0
解得ΔV＝
4
V0＋ΔV5
故此时气体Ⅰ、Ⅱ的体积之比为＝。
V0－ΔV3
16．(11分)某学校科技兴趣小组，利用废旧物品制作了一个简易气温计：在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管，玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱，接口处用蜡密封，将酒瓶水平放置，如图所示。已知：该装置密封气体的体积为480cm3，玻璃管内部横截面积为0.4cm2，瓶口外的有效长度为48cm。当气温为7℃时，水银柱刚好处在瓶口位置。
(1)求该气温计能测量的最高气温；
(2)假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封气体从外界吸收3J热量，则在这一过程中该气体的内能如何变化？变化了多少？(已知大气压为1×105Pa)
[答案] (1)18.2℃ (2)气体内能增加；增加了1.08J
[解析] (1)当水银柱到达管口时，所测气温最高，设为T2，此时气体体积为V2，则 初态：T1＝280K，V1＝480cm3
末态：V2＝(480＋48×0.4)cm3＝499.2cm3 V1V2由盖·吕萨克定律得＝ T1T2代入解得T2＝291.2K＝18.2℃
(2)水银柱移动过程中，外界对气体做的功 W＝－p0SL＝－1.92J
由热力学第一定律得ΔU＝W＋Q＝1.08J，气体内能增加。
17．(11分)(2014·武汉武昌区模拟)如图，导热性能极好的气缸，高为L＝1m，开口向上固定在水平面上，气缸中有横截面积为S＝100cm2、质量为m＝10kg的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内。当外界温度为t＝27℃、大气压为p0＝1×105Pa时，气柱高度为l＝0.9m，气缸和活塞的厚度均可忽略不计，取g＝10m/s2。求：
(1)如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸顶端，在顶端处，竖直拉力F的大小； (2)如果外界温度缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端，外界温度为多少摄氏度。 [答案] (1)110N (2)60.3℃
[解析] (1)设起始状态气缸内气体压强为p1，当活塞被缓慢拉至气缸顶端时气缸内气体压
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强为p2。
由玻意耳定律得：p1lS＝p2LS
在起始状态对活塞由受力平衡得：p1S＝mg＋p0S 对活塞由受力平衡得：F＋p2S＝mg＋p0S 解得F＝110N
lSLS
(2)由盖·吕萨克定律得：＝ TT′其中：T＝300K T′＝(273＋t′)K 解得t′≈60.3℃
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