预测8 (2015·日照二模)在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致．已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5 atm，温度为27 ℃，爆胎时胎内气体的温度为87 ℃，轮胎中的空气可看做理想气体．
(1)求爆胎时轮胎内气体的压强；
(2)从微观上解释爆胎前胎内气体压强变化的原因；
(3)爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，判断此过程胎内原有气体内能如何变化？简要说明理由．
提醒：完成作业 专题八 第1讲
学生用书答案精析
专题八 选考部分(3－3、3－4、3－5)
第1讲 热 学
高考题型1 热学基本知识
例1 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)√ (11)√ (12)× (13)√ (14)√ (15)√ (16)√ (17)× (18)× (19)√ (20)× (21)× (22)× (23)× (24)× (25)× (26)√ (27)× (28)√ (29)√ (30)× (31)√ (32)√ (33)× (34)√ (35)√ (36)× (37)√ (38)× (39)× (40)√ (41)√ (42)√ (43)√ (44)√ (45)√ (46)× (47)× (48)√ (49)× (50)× (51)× (52)× (53)× (54)√ (55)× (56)× (57)√ (58)× (59)√ (60)√ (61)× (62)√ (63)√ (64)√ (65)× (66)√ (67)× 预测1 BCD 预测2 ADE
高考题型2 热力学定律的理解
例2 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√ (8)√ (9)√ (10)× (11)× (12)× (13)× (14)√ (15)× 预测3 BDE 预测4 ABE
高考题型3 气体实验定律的应用
例3 (ⅰ)330 K (ⅱ)1.01×105 Pa
解析 (ⅰ)大小活塞在缓慢下移过程中，受力情况不变，汽缸内气体压强不变，由盖—吕萨V1V2克定律得＝ T1T2
l
初状态V1＝(S1＋S2)，T1＝495 K
2末状态V2＝lS2
2
代入可得T2＝T1＝330 K
3(ⅱ)对大、小活塞受力分析则有 m1g＋m2g＋pS1＋p1S2＝p1S1＋pS2 可得p1＝1.1×105 Pa
p1p2缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中，气体体积不变，由查理定律得＝ T2T3T3＝T＝303 K 解得p2＝1.01×105 Pa 预测5 1.1 m
mg
解析 初状态p1＝p0＋＝1.1×105 Pa，V1＝0.4S
S汽缸脱离地面有F＝mg＋Mg＝700 N mgF
p2＝p0＋－＝0.4×105 Pa，V2＝L2S
SS由玻意耳定律得p1V1＝p2V2 解得L2＝1.1 m
即气柱的长度至少是1.1 m. 预测6 (1)468 K (2)37 cm3
解析 (1)初状态：p1＝p0＋ph1，V1＝LS1 末状态：p2＝p0＋ph2，V2＝(L＋h1)S1 又有：S1h1＝S2h2 p1V1p2V2
根据＝
T1T2
由以上各式并代入数据解得：T2＝468 K. (2)气体等温变化有：p2V2＝p3V3
解得p3＝97.5 cmHg，
设此时水银柱的液面高度差为h3，有： h3＝97.5 cm－76 cm＝21.5 cm
注入的水银柱体积V注＝(21.5－2)×2 cm3＋2×1 cm3－4×1 cm3＝37 cm3.
高考题型4 热学中的综合问题
例4 (ⅰ)12.0 cm (ⅱ)13.2 cm
解析 (ⅰ)以cmHg为压强单位．设A侧空气柱长度l＝10.0 cm时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1. 由玻意耳定律得pl＝p1l1① 由力学平衡条件得p＝p0＋h②
打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止．由力学平衡条件有p1＝p0－h1③ 联立①②③式，并代入题给数据得 l1＝12.0 cm④
(ⅱ)当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2. 由玻意耳定律得pl＝p2l2⑤ 由力学平衡条件有p2＝p0⑥ 联立②⑤⑥式，并代入题给数据得 l2＝10.4 cm⑦
设注入的水银在管内的长度Δh，依题意得 Δh＝2(l1－l2)＋h1⑧
联立④⑦⑧式，并代入题给数据得 Δh＝13.2 cm
预测7 (1)4T0 (2)3CVT0＋
3p0V0 2
p0V02p0×2V0
解析 (1)根据理想气体状态方程＝，解得TB＝4T0.
T0TB(2)根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q， 根据图象可知
?p0＋2p0??2V0－V0?W＝－，
2ΔU＝CV(4T0－T0) 3p0V0解得：Q＝3CVT0＋.
2预测8 (1)3 atm (2)(3)见解析 解析 (1)初状态：p1＝2.5 atm， T1＝(27＋273) K＝300 K 末状态：T2＝(87＋273) K＝360 K 爆胎之前气体状态变化为等容变化， p1p2由气体实验定律得，＝，
T1T2解得p2＝3 atm.
(2)气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高时，分子平均动能增大，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多，分子的平均撞击力增大，所以气体压强增大．
(3)气体迅速膨胀对外做功，但短时间内与外界几乎不发生热量传递，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q得，ΔU<0，气体的内能减少．