气体实验定律的「哪个量不变」决定用哪条公式，p-V 图像上等温线等容线的辨析是选择题常客；热力学第一定律 ΔU = W + Q 的正负号规则，是计算题拿分的关键一环。
气体三大实验定律
| 定律 | 条件 | 表达式 | 图像特征 |
|---|---|---|---|
| 玻意耳定律 | 等温 | p₁V₁ = p₂V₂ | p-V 图上是双曲线的一支 |
| 查理定律 | 等容 | p₁/T₁ = p₂/T₂ | p-T 图上是过原点的直线延长线 |
| 盖-吕萨克定律 | 等压 | V₁/T₁ = V₂/T₂ | V-T 图上是过原点的直线延长线 |
| 理想气体状态方程 | 一般情形 | p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂ | 三定律都是它的特例 |
热力学第一定律与第二定律
- 第一定律：ΔU = W + Q；外界对气体做功 W 取正，气体对外做功 W 取负；吸热 Q 取正，放热 Q 取负
- 做功的判断看体积：体积膨胀气体对外做功 W < 0，被压缩 W > 0
- 第二定律（克劳修斯表述）：热量不能自发地从低温物体传到高温物体
- 第二定律（开尔文表述）：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功而不产生其他影响
- 第二定律揭示：宏观热现象有方向性，能量虽守恒但能量转化有方向（能量耗散）
判断 ΔU 的三步流程
- 第一步定过程：哪个量不变，选对应的实验定律求出未知态参量
- 第二步判做功：体积膨胀 W < 0，压缩 W > 0，等容 W = 0
- 第三步判吸放热：由 ΔU = W + Q 反推；绝热过程 Q = 0，压缩升温、膨胀降温
- 温度变化只决定 ΔU 的正负（理想气体内能只与温度有关）
易错点：温度升高就一定要吸热吗
不一定。等容升温必须吸热；但绝热压缩也能升温（W > 0，Q = 0，ΔU > 0）。判断口诀：内能变化由 W 和 Q 共同决定，只看一个变量下不了结论。考题给「气体等压膨胀」：膨胀 W < 0，温度升高 ΔU > 0，代入 ΔU = W + Q 必然 Q > 0——必须吸热且吸得比对外做的功还多。