气体内能的变化是高考的一大热点，但是由于涉及的知识点多面宽，物理量联系广泛，过程较为复杂，不易分析，常常屡战屡败，被考生视为“鸡肋”。究其原因主要是考生对概念不清，规律把握不准，过程分析不透，不能快速链接相关知识所至。

一　知识回顾

1　物体的内能

物体内部的分子热运动所具有的能量叫做分子动能，物体内所有分子动能的平均值，叫做分子热运动的平均动能。温度是气体分子平均动能的标志。由于分子间存在相互作用力，分子间具有的由它们的相对位置决定的势能叫做分子势能。分子力做功引起分子势能变化，当分子力做正功时，分子势能减少，当分子力做负功时，分子势能增加。当分子之间的距离发生变化时，宏观表现为物体的体积发生变化，因此从宏观的角度讲，分子势能与物体的体积有关。

物体内所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。物体的内能由分子数、温度和体积等共同决定。

2　热力学第一定律

做功和热传递都可以改变物体的内能。在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做功加上物体从外界吸收的热量等于物体内能的增加，即△U=W+Q，这一规律叫热力学第一定律。

3　理想气体及其特点

简单地说，不考虑气体分子的大小，并且除碰撞外气体分子间无相互作用力，满足这样条件的气体叫做理想气体。由于理想气体不考虑分子间的作用力，因而无分子势能可言。

4　气体的状态参量

描述气体的状态的物理量有温度T、体积V、压强p。气体的体积是指气体所能达到的空间。气体的压强是由于大量气体分子对容器壁的频繁碰撞而产生的。当气体状态发生变化时，三个状态参量至少有两个要发生变化，只有一个状态参量发生变化的过程是没有的。一定质量的理想气体状态变化时，三个状态参量遵守克拉珀龙方程pV=nRT，其中n为物质的量，与物体内的分子数有关。

二　典型例题分析

1　直接利用△U=W+Q分析

例1　如图1所示，活塞将气缸分成两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气，用以E_甲、E_乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在缓慢拉拉杆的过程中（　  ）

A．E_甲不变，E_乙变大　　　B．E_甲增大，E_乙不变

C．E_甲增大，E_乙减小　　　D．E_甲不变，E_乙减小

解析：由于气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，在缓慢拉拉杆的过程中，乙气体膨胀对甲做功，由热力学第一定律知，乙气体的内能减少，由于外界拉力和乙气体膨胀都对甲做功，所以甲气体的内能增加。故正确选项是C。

点拨：“绝热”是指不发生热传递，即既不吸热，也不放热。

2　直接利用内能的决定因素分析

例2　若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力。则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是（    ）

A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大

B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少

C．如果保持其温度不变，体积增大，内能增大

D．如果保持其温度不变，体积增大，内能不变

解析：实际气体的内能由分子数、温度和体积共同决定。一定质量意为气体的分子数不变，体积保持不变，表明气体的分子势能不变，当温度升高时，实际气体的内能必然增大，故A选项正确。如果保持其温度不变，气体的分子动能不变，由于气体分子之间的作用力表现为引力，当体积增大时，引力做负功，实际气体的内能必然增大，所以C选项也正确。本题应选AC两项。

点拨：分子力做功，引起分子势能变化，这可以与重力做功引起重力势能变化类比分析。

3　综合性问题分析

例3　如图2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的势能可忽略。现通过电热丝对气体以加热一段时间后，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分子热运动更激烈

D．a增加的内能大于b增加的内能

解析：a气体受热膨胀，通过活塞压缩气体b对b做功，气体b体积减小，由热力学第一定律，b内能增加，温度升高，则b气体压强增大，最终达到平衡时，a气体和b气体压强相等，而a气体体积变大，所以a气体的温度大于b气体的温度，所以B、C、D选项正确。

点拨：对于两团气体的分析，只要抓住状态参量之间的联系及变化规律，正确求解是顺理成章的事了。

三　小试牛刀

通过以上的例题分析，不防作一下下列各题，检查对上述知识的理解情况。

1　若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系不正确的是（      ）

A．体积不变，温度升高，内能增大      B．体积不变，温度升高，内能减少

C．温度不变，体积增大，内能增大      D．温度不变，体积减小，内能减少

2　一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中(    )

A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加

B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少

C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加

D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少

3　如图3所示，导热性能良好的气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现将砂桶底部钻一个小洞，让细砂慢慢漏出。气缸外部温度恒定不变，则(    )

A．缸内的气体压强减小、内能减小

B．缸内的气体压强增大、内能减小

C．缸内的气体压强增大、内能不变

D．外界对气体做功，缸内的气体内能增加

参考答案： 1 B　2D　3 C