李红

摘要：本文采用举例说明的方法，阐述如何培养学生解决热力学问题的能力。选取学生常见的经典案例，深入探究热学部分的考查重点，分析学生经常出现的错误，澄清对气体做功中的一些模糊认识，提高应用能量守恒定律解决热学问题的能力。

关键词：高中物理;热力学;理想气体;等压变化

在教学高中物理热力学部分时，常常出现一些要求师生定性或定量分析理想气体状态变化过程的问题。研究这一类问题，主要涉及一定质量理想气体在发生状态变化的过程中，是吸热还是放热，气体的内能是增加还是减少，气体对外界做功还是外界对气体做功，以及气体的三个状态参量（压强、体积、温度）是变大还是变小等。其中，不乏一些典型案例，比如等压过程中的做功问题。

例1：如图1所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内。活塞质量为m、横截面积为S，可沿气缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界絕热。初始时封闭气体的温度为T，活塞距离气缸底部的高度为H，大气压强为P.现用一电热丝对气体缓慢加热，若此过程中电热丝传递给气体的热量为Q，活塞上升的高度为H/4，求：气体内能的增加量。

解析：根据热力学第一定律△U=Q+W，封闭气体的压强P是恒定不变的。外界对气体做的功的W=-（PS+mg）H/4，因此△U=Q-（PS+mg）H/4。

等压变化过程中涉及到的做功问题，实际上就是恒力做功，这是比较容易解决的。笔者日前遇到了一个有趣的问题，在课堂上引起了学生的热烈讨论，现将其简介如下。……