热学内容，高考常考。一般来说，其难度要求不高，并且往往以选择题形式出现。该类习题主要依靠热力学第一定律，以及理想气体的气态方程来处理，而解题的出发点又可分为微观角度和宏观角度。熟悉这“两个方程”并注意“两种角度”，再以“两个图像”为辅，即可准确答题。
一、两个方程：热一定律和理想气体状态方程，以及两者的关联
1．方程Ⅰ：
且：
方程Ⅱ：
2．说明：
1）对方程Ⅰ，当外界对物体做功时，W取正；物体克服外力做功时，W取负。当物体从外界吸热时，Q取正；物体向外界放热时，Q取负。ΔU为正，表示物体的内能增加；ΔU为负，表示物体的内能减小。
2）而方程Ⅱ和关系二只适合于理想气体。而理想气体的表述方式有：1．直接告知该气体为理想气体；2．忽略分子间的相互作用力；3．忽略分子势能；4．多数时候，稀薄气体也可近似理解为理想气体。
其微观特征的较详细解释为：a．分子本身的大小比起它们的间距可以忽略，分子不计重力势能；b．除了短暂的碰撞过程外，分子间的相互作用可以忽略──意味着不计分子势能；c．分子间的碰撞是完全弹性的。
二、两种角度：主要针对理想气体气态方程中的各物理量（热一定律中的各物量无微观含义）
1．从宏观角度对
的理解
1）压强：
…… ⑴ ；此式多用于热学和力学的综合问题。
2）体积：一般指容器容积
,其变化与热一定律中的
关联。
3）温度：由温度计测量，表示物体的冷热程度。对理想气体来说，T的变化与热一定律中的
关联。
2．从微观角度对
的理解
1）压强：单位时间单位面积上分子动量改变量之和，可由宏观表达式向微观过渡。设气体分子质量为m，平均速率为v， 单位时间碰撞到器壁单位面积上的分子个数为N，则由动量定理可知：
，即
…… ⑵
若是借助“流体模型”，设单位体积内含有的分子个数为n,则此式还可展开成
，即
…… ⑶
其中，由⑵式可知，在气体温度不变的情况下，单位时间碰撞到器壁单位面积上的分子个数N，与压强P成正比；⑶式的目的是，说明气体压强由标志分子密集程度的n，和标志热运动剧烈程度（涉及温度）的v共同决定。针对不同问题，要采用不同的方程，后面会借助相应例题来说明。
2）体积：
…… ⑷
对气体来说，
表示每个气体分子平均占有的空间大小；对液体和固体，则近似表示其分子本身的体积。
3）温度：
是气体分子平均动能大小的标志，表示热运动的剧烈程度，关系到热运动平均速率v。
3．微观量与宏观量的关系
假设各微观量为：分子体积
、分子直径D。分子质量
；宏观量为：物质体积V、摩尔体积VM、物质质量m、摩尔质量M、物质密度ρ、分子的数量N。
1）分子质量：
2）分子体积：
（对气体，V0应为气体分子占据的空间大小）
3）分子直径
a球体模型：
（固体、液体一般用此模型）
b立方体模型：
（气体一般用此模型）（对气体，d理解为相邻分子间的平均距离）
4）分子的数量：
三、两个图像：分子力与分子间距的函数图像和分子势能同分子间距的函数图像
1．分子力与分子间距的函数图像 2．分子势能同分子间距的函数图像
图1 图2
要注意的是两图的纵轴，一为矢量，一为标量。两函数在四象限的增减性相反。
四、几点补充
1．热力学第二定律：熵增加原理。
2．热力学第三定律：
1）T=t+273。15K（T无负值）； 2）
；
3．常用公式
。
五、应用举例
例题1：如图，放置在光滑水平面上的气缸质量为M，有一光滑活塞将一部分空气封在缸内。已知活塞的质量为m，气缸的横截面积为S，大气压强为
，现用水平恒力F向右推汽缸，使气缸向右做匀加速直线运动，求此时内部气体的压强。
分析：涉及“1）压强：
…… ⑴”，即对压强的宏观理解，多结合力学方程。
解：活塞受力如图甲所示，设汽缸向右的加速度为a，由牛顿第二定律，
对活塞：
气缸和活塞组成的整体受力如图乙所示，
对气缸整体：
联立两式即得：
例题2：如图所示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b，气体分子之间相互作用力可忽略。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡（ ）
A．a的体积增大了，压强变小了
B．b的温度升高了
C．加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈
D．a增加的内能大于b增加的内能
分析：①涉及方程Ⅰ： 且：
以及方程Ⅱ：
②涉及内能和温度的微观含义，可结合“ …… ⑶”来判断两气体的内能大小。
解：由于气缸和隔板均为绝热的，对a加热时a的体积变大，隔板右移，对b气体做功，b的压强增大，b的内能增加，达到新的平衡时，a、b压强相等，故a压强增大，A错，B对；两部分气体是质量相同的同种气体，在压强相同的情况下，a的体积大，导致a的分子密度小于b，故a的分子热运动比b剧烈，a的温度较高，C。D对。
答案：BCD
【注】值得一提的是，所谓“绝热”，对应方程Ⅰ中的Q为0；而“导热”，往往联系的是“等温”过程，对应方程Ⅱ中的T不变。
例题3：对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则（ ）
A．当体积减小时，N必定增加
B．当温度升高时，N必定增加
C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化
D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变
分析：此题涉及压强的微观理解，即 …… ⑵
解答：由上式整理得
，可知A、B、D项错；当压强不变，温度变化时，分子的平均动能变化，即式中只有速率v变化，则N必定变化，所以C项对。
答案：C
例题4：如图，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中（ ）
A．气体对外界做功，内能减少 B．气体不做功，内能不变
C．气体压强变小，温度降低 D．气体压强变小，温度不变
分析：此题有特殊情况：b为真空。稀薄气体向真空扩散体积增大但并不做功，即关系“
”对该题就不成立。
解答：该过程中W取0，由容器绝热，可知Q也取0。再由热力学第一定律和理想气体状态方程，可知BD正确。
答案：BD
例题5（2010全国1）右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是（ ）
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．当r等于r2时，分子间的作用力为零
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
分析：考查分子间距与分子力、分子势能的关系。
解答：分子间距等于r0时分子势能最小，即r0= r2。当r小于r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，A错BC对。在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功分子势能减小，D错误。
答案：BC
例题6：1 
的水中和标准状态下1 的水蒸气中各有多少个水分子？在上述两种状态下，相邻两个水分子之间的距离各是多少？
解析：1 水中水的分子个数为
个
设相邻两水分子间距离为
，视水分子为球形，则
，
得：
设标准状态下气体的摩尔体积用
来表示，则：
个
设1 的水蒸气分子间的距离为
，视水蒸气分子所占据的空间为正方体，则
，即
。
答案：
个 
个 
m 
m
