《高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一篇 專題攻略 專題八 分子運(yùn)動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一篇 專題攻略 專題八 分子運(yùn)動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律課件（84頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題八分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律【主干回顧主干回顧】(1)(1)分子動(dòng)理論分子動(dòng)理論: :分子直徑的數(shù)量級(jí)是分子直徑的數(shù)量級(jí)是_;_;分子永不分子永不停息地做停息地做_;_;分子間同時(shí)存在相互作用的分子間同時(shí)存在相互作用的_。(2)(2)氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程_1010-10-10m m無規(guī)則運(yùn)動(dòng)無規(guī)則運(yùn)動(dòng)引力和斥力引力和斥力p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2【核心速填核心速填】1212ppTT1212VVTT111212p Vp VTT(3)(3)熱力學(xué)定律熱力學(xué)定律熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律:U=_:U=_。熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定
2、律: :自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都過程都_。W+QW+Q具有方向性具有方向性熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向1 1分子動(dòng)理論、固體、液體分子動(dòng)理論、固體、液體【典例典例1 1】( (多選多選) )分子動(dòng)理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀分子動(dòng)理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱力學(xué)性質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì), ,據(jù)此可判斷下列說法中正確的是據(jù)此可判斷下列說法中正確的是( () )A.A.顯微鏡下觀察到墨水中的微小炭粒在不停地做無規(guī)顯微鏡下觀察到墨水中的微小炭粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)則運(yùn)動(dòng), ,這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性B.B.分子間距增大時(shí)分子間距增大時(shí), ,分子間
3、的引力和斥力均減小分子間的引力和斥力均減小C.C.分子間距增大時(shí)分子間距增大時(shí), ,分子勢(shì)能一定先減小后增大分子勢(shì)能一定先減小后增大D.D.磁鐵可以吸引鐵屑磁鐵可以吸引鐵屑, ,這一事實(shí)說明分子間存在引力這一事實(shí)說明分子間存在引力【思考思考】(1)(1)布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是什么布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是什么? ?提示提示: :大量水分子對(duì)固體小顆粒的撞擊作用不平衡大量水分子對(duì)固體小顆粒的撞擊作用不平衡, ,導(dǎo)導(dǎo)致固體小顆粒運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則致固體小顆粒運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則, ,這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性。無規(guī)則性。(2)(2)請(qǐng)畫出分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系示意圖。請(qǐng)畫出分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系示
4、意圖。提示提示: :如圖所示如圖所示: :【解析解析】選選A A、B B。墨水中的小炭粒的運(yùn)動(dòng)是由于大量。墨水中的小炭粒的運(yùn)動(dòng)是由于大量水分子對(duì)它的撞擊作用力不平衡導(dǎo)致的水分子對(duì)它的撞擊作用力不平衡導(dǎo)致的, ,無規(guī)則無規(guī)則, ,這反這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性, ,故故A A正確正確; ;分子間距增大分子間距增大時(shí)時(shí), ,分子間的引力減小分子間的引力減小, ,斥力也減小斥力也減小, ,故故B B正確正確; ;當(dāng)分子間當(dāng)分子間距離等于距離等于r r0 0時(shí)時(shí), ,分子間的勢(shì)能最小分子間的勢(shì)能最小, ,分子從距離小于分子從距離小于r r0 0處增大分子之間距離為處增大分
5、子之間距離為r r0 0時(shí)時(shí), ,此時(shí)分子勢(shì)能一直減小此時(shí)分子勢(shì)能一直減小; ;分子從距離分子從距離r r0 0處增大分子之間距離處增大分子之間距離, ,此時(shí)分子勢(shì)能一直此時(shí)分子勢(shì)能一直增大增大, ,故故C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;磁鐵可以吸引鐵屑磁鐵可以吸引鐵屑, ,是由于磁場(chǎng)力的作是由于磁場(chǎng)力的作用用, ,這一事實(shí)不能說明分子間存在引力這一事實(shí)不能說明分子間存在引力, ,故故D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤?！绢}組過關(guān)題組過關(guān)】1.(1.(多選多選)(2015)(2015江蘇高考江蘇高考) )對(duì)下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)對(duì)下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識(shí)識(shí), ,正確的有正確的有( () )A.A.食鹽熔化過程中食鹽熔化過程中,
6、,溫度保持不變溫度保持不變, ,說明食鹽是晶體說明食鹽是晶體B.B.燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面, ,熔化的熔化的蜂蠟呈橢圓形蜂蠟呈橢圓形, ,說明蜂蠟是晶體說明蜂蠟是晶體C.C.天然石英表現(xiàn)為各向異性天然石英表現(xiàn)為各向異性, ,是由于該物質(zhì)的微粒在空是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則間的排列不規(guī)則D.D.石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同, ,是由于組成它們的物是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同【解析解析】選選A A、D D。若物體是晶體。若物體是晶體, ,則熔化過程中則熔化過程中, ,溫度溫度保持不變保
7、持不變,A,A項(xiàng)正確項(xiàng)正確; ;燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面母片背面, ,熔化的蜂蠟呈橢圓形是晶體各向異性的表現(xiàn)熔化的蜂蠟呈橢圓形是晶體各向異性的表現(xiàn), ,說明云母片是晶體說明云母片是晶體,B,B項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤; ;天然石英表現(xiàn)為各向異性天然石英表現(xiàn)為各向異性, ,是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列規(guī)則是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列規(guī)則,C,C項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤; ;由于由于石墨和金剛石的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同石墨和金剛石的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同, ,導(dǎo)致了它們的導(dǎo)致了它們的物理性質(zhì)不同物理性質(zhì)不同,D,D項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。2.(20162.(2016北京高考北京高考)
8、)霧霾天氣是對(duì)大氣中各種懸浮顆霧霾天氣是對(duì)大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述, ,是特定氣候條件與人類活動(dòng)是特定氣候條件與人類活動(dòng)相互作用的結(jié)果。霧霾中相互作用的結(jié)果。霧霾中, ,各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則, ,但可視為密度相同、直徑不同的球體但可視為密度相同、直徑不同的球體, ,并用并用PM10PM10、PM2.5PM2.5分別表示球體直徑小于或等于分別表示球體直徑小于或等于10m10m、2.5m2.5m的的顆粒物顆粒物(PM(PM是顆粒物的英文縮寫是顆粒物的英文縮寫) )。某科研機(jī)構(gòu)對(duì)北京。某科研機(jī)構(gòu)對(duì)北京地區(qū)的檢測(cè)結(jié)果表明地區(qū)的檢測(cè)結(jié)果表明
9、, ,在靜穩(wěn)的霧霾天氣中在靜穩(wěn)的霧霾天氣中, ,近地面近地面高度百米的范圍內(nèi)高度百米的范圍內(nèi),PM10,PM10的濃度隨高度的增加略有減小的濃度隨高度的增加略有減小, ,大于大于PM10PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小小, ,且兩種濃度分布基本不隨時(shí)間變化。據(jù)此材料且兩種濃度分布基本不隨時(shí)間變化。據(jù)此材料, ,以以下敘述正確的是下敘述正確的是( () )A.PM10A.PM10表示直徑小于或等于表示直徑小于或等于1.01.01010-6-6m m的懸浮顆粒物的懸浮顆粒物B.PM10B.PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其所受受到的空
10、氣分子作用力的合力始終大于其所受到的重力到的重力C.PM10C.PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運(yùn)動(dòng)和大懸浮顆粒物都在做布朗運(yùn)動(dòng)D.PM2.5D.PM2.5濃度隨高度的增加逐漸增大濃度隨高度的增加逐漸增大【解析解析】選選C C。PM10PM10表示直徑小于或等于表示直徑小于或等于1.01.01010-5-5m m的的懸浮顆粒物懸浮顆粒物,A,A錯(cuò)錯(cuò); ;由于由于PM10PM10在空中靜止不動(dòng)在空中靜止不動(dòng), ,受到的空受到的空氣分子作用力的合力始終等于其所受到的重力氣分子作用力的合力始終等于其所受到的重力,B,B錯(cuò)錯(cuò); ; PM10PM10的濃度隨高度的增加略有減小的濃度隨高度的增加略有減小,
11、 ,由此推知由此推知PM2.5PM2.5的的濃度隨高度增加逐漸減小濃度隨高度增加逐漸減小,D,D錯(cuò)錯(cuò);PM10;PM10和大懸浮顆粒物都和大懸浮顆粒物都在做布朗運(yùn)動(dòng)在做布朗運(yùn)動(dòng),C,C對(duì)。對(duì)。【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】分子動(dòng)理論的三個(gè)核心規(guī)律分子動(dòng)理論的三個(gè)核心規(guī)律(1)(1)分子模型、分子數(shù)分子模型、分子數(shù): :分子模型分子模型: :球模型球模型:V= R:V= R3 3, ,立方體模型立方體模型:V=a:V=a3 3。分子數(shù)分子數(shù):N=:N=nNnNA A= = (2)(2)分子運(yùn)動(dòng)分子運(yùn)動(dòng): :分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng), ,溫度越高溫度越高, ,分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇
12、烈。分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈。43AAmmmVNNMV。(3)(3)分子勢(shì)能、分子力與分子間距離的關(guān)系分子勢(shì)能、分子力與分子間距離的關(guān)系: :【加固訓(xùn)練加固訓(xùn)練】1.(1.(多選多選) )下列說法正確的是下列說法正確的是( () )A.A.當(dāng)一定質(zhì)量的氣體吸熱時(shí)當(dāng)一定質(zhì)量的氣體吸熱時(shí), ,其內(nèi)能可能減小其內(nèi)能可能減小B.B.玻璃、石墨和金剛石都是晶體玻璃、石墨和金剛石都是晶體, ,木炭是非晶體木炭是非晶體C.C.單晶體有固定的熔點(diǎn)單晶體有固定的熔點(diǎn), ,多晶體和非晶體沒有固定的熔多晶體和非晶體沒有固定的熔點(diǎn)點(diǎn)D.D.當(dāng)液體與大氣相接觸時(shí)當(dāng)液體與大氣相接觸時(shí), ,液體表面層內(nèi)的分子所受其液體表面層
13、內(nèi)的分子所受其他分子作用力的合力總是指向液體內(nèi)部他分子作用力的合力總是指向液體內(nèi)部E.E.氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù), ,與與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度有關(guān)單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度有關(guān)【解析解析】選選A A、D D、E E。一定質(zhì)量的氣體吸熱時(shí)。一定質(zhì)量的氣體吸熱時(shí), ,如果同如果同時(shí)對(duì)外做功時(shí)對(duì)外做功, ,且做的功大于吸收的熱量且做的功大于吸收的熱量, ,則內(nèi)能減小則內(nèi)能減小, ,故故A A正確正確; ;玻璃是非晶體玻璃是非晶體, ,故故B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;多晶體也有固定的熔點(diǎn)多晶體也有固定的熔點(diǎn), ,故故C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤
14、; ;液體表面層內(nèi)的分子、液體內(nèi)部分子的密度液體表面層內(nèi)的分子、液體內(nèi)部分子的密度都大于大氣都大于大氣, ,因此分子力的合力指向液體內(nèi)部因此分子力的合力指向液體內(nèi)部, ,故故D D正確正確; ;氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù), ,決定決定氣體的壓強(qiáng)氣體的壓強(qiáng), ,因此與單位體積內(nèi)分子數(shù)和氣體的溫度有因此與單位體積內(nèi)分子數(shù)和氣體的溫度有關(guān)關(guān), ,故故E E正確。正確。2.(2.(多選多選) )下列說法正確的是下列說法正確的是( () )A.A.只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量, ,就可以計(jì)算就可以計(jì)算出阿伏
15、加德羅常數(shù)出阿伏加德羅常數(shù)B.B.空氣相對(duì)濕度越大時(shí)空氣相對(duì)濕度越大時(shí), ,空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和氣壓氣壓, ,水蒸發(fā)越快水蒸發(fā)越快C.C.液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部D.D.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī)機(jī), ,將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是可能的將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是可能的【解析解析】選選A A、D D。物質(zhì)微粒的大小不會(huì)因物態(tài)變化而。物質(zhì)微粒的大小不會(huì)因物態(tài)變化而發(fā)生變化發(fā)生變化, ,知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量知道水的摩爾質(zhì)量和
16、水分子的質(zhì)量, ,根據(jù)阿根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)伏加德羅常數(shù)= ,= ,就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù), ,故故A A正確正確; ;空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓, ,水蒸發(fā)越水蒸發(fā)越慢慢, ,故故B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;表面張力產(chǎn)生在液體表面層表面張力產(chǎn)生在液體表面層, ,它的方向平它的方向平行于液體表面行于液體表面, ,而非與液面垂直而非與液面垂直, ,故故C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;利用淺層海利用淺層海摩爾質(zhì)量分子質(zhì)量水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī)水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī), ,將海水的一將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
17、, ,這在原理上是可行的這在原理上是可行的, ,故故D D正確。正確。熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向2 2氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用【典例典例2 2】(2015(2015全國(guó)卷全國(guó)卷)如圖如圖, ,一固定的豎直汽缸一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成, ,兩圓筒中各有一個(gè)活塞兩圓筒中各有一個(gè)活塞, ,已知大活塞的質(zhì)量為已知大活塞的質(zhì)量為m m1 1=2.50kg,=2.50kg,橫截面積為橫截面積為S S1 1=80.0cm=80.0cm2 2, ,小活塞的質(zhì)量為小活塞的質(zhì)量為m m2 2=1.50kg,=1.50kg,橫截面積為橫截面積為S S2 2=40.0cm
18、=40.0cm2 2; ;兩兩活塞用剛性輕桿連接活塞用剛性輕桿連接, ,間距保持為間距保持為l=40.0cm,=40.0cm,汽缸外大汽缸外大氣的壓強(qiáng)為氣的壓強(qiáng)為p=1.00p=1.0010105 5Pa,Pa,溫度為溫度為T=303KT=303K。初始時(shí)大。初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距活塞與大圓筒底部相距 , ,兩活塞間封閉氣體的溫度為兩活塞間封閉氣體的溫度為T T1 1=495K,=495K,現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降, ,活塞緩慢下移?；钊徛乱?。忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦, ,重力加速度大小重力加速度大小g g取取10m/s10m/
19、s2 2。求。求: :2l(1)(1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間, ,缸內(nèi)封閉氣缸內(nèi)封閉氣體的溫度。體的溫度。(2)(2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí), ,缸內(nèi)封缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。閉氣體的壓強(qiáng)?！舅季S流程思維流程】第一步第一步: :審題干審題干提取信息提取信息(1)“(1)“氣體溫度緩慢下降氣體溫度緩慢下降, ,活塞緩慢下移活塞緩慢下移” ” 兩活塞兩活塞整體移動(dòng)過程中豎直方向受力平衡。整體移動(dòng)過程中豎直方向受力平衡。(2)“(2)“缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)” ”
20、 缸內(nèi)氣體溫度降為缸內(nèi)氣體溫度降為303K303K。第二步第二步: :突破難點(diǎn)突破難點(diǎn): :(1)(1)明確活塞下移過程明確活塞下移過程, ,封閉氣體的壓強(qiáng)不變封閉氣體的壓強(qiáng)不變, ,氣體做等氣體做等壓變化。壓變化。(2)(2)大活塞與大汽缸底部接觸后大活塞與大汽缸底部接觸后, ,氣體體積不變氣體體積不變, ,氣體做氣體做等容變化。等容變化。【解析解析】(1)(1)設(shè)初始時(shí)氣體體積為設(shè)初始時(shí)氣體體積為V V1 1, ,在大活塞與大圓在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)筒底部剛接觸時(shí), ,缸內(nèi)封閉氣體的體積為缸內(nèi)封閉氣體的體積為V V2 2, ,溫度為溫度為T T2 2。由題給條件得。由題給條件得V V
21、1 1= = V V2 2=S=S2 2l在活塞緩慢下移的過程中在活塞緩慢下移的過程中, ,用用p p1 1表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng), ,由力的平衡條件得由力的平衡條件得S S1 1(p(p1 1-p)=m-p)=m1 1g+mg+m2 2g+Sg+S2 2(p(p1 1-p)-p)21SS22()()lll故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變。由蓋故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變。由蓋- -呂薩克定律有呂薩克定律有 聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得T T2 2=330K=330K(2)(2)在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí), ,被封閉氣體的壓被封閉氣體的壓強(qiáng)為強(qiáng)為p p1
22、 1。在此后與汽缸外大氣達(dá)到熱平衡的過程中。在此后與汽缸外大氣達(dá)到熱平衡的過程中, ,被被封閉氣體的體積不變。設(shè)達(dá)到熱平衡時(shí)被封閉氣體的封閉氣體的體積不變。設(shè)達(dá)到熱平衡時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)為壓強(qiáng)為p,p,由查理定律由查理定律, ,有有 聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得p=1.01p=1.0110105 5PaPa1212VVTT12ppTT答案答案: :(1)330K(1)330K(2)1.01(2)1.0110105 5PaPa【遷移訓(xùn)練】【遷移訓(xùn)練】遷移遷移1:1:把輕桿改為輕繩把輕桿改為輕繩如圖所示如圖所示, ,一直立汽缸由兩個(gè)橫截面積不同的圓筒連接一直立汽缸由兩個(gè)橫截面積不同
23、的圓筒連接而成而成, ,活塞活塞A A、B B間封閉有一定質(zhì)量的理想氣體間封閉有一定質(zhì)量的理想氣體,A,A的上方的上方和和B B的下方分別與大氣相通。兩活塞用長(zhǎng)為的下方分別與大氣相通。兩活塞用長(zhǎng)為L(zhǎng)=30cmL=30cm的不的不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連, ,可在缸內(nèi)無摩擦地上下滑動(dòng)。當(dāng)缸可在缸內(nèi)無摩擦地上下滑動(dòng)。當(dāng)缸內(nèi)封閉氣體的溫度為內(nèi)封閉氣體的溫度為T T1 1=300K=300K時(shí)時(shí), ,活塞活塞A A、B B的平衡位置的平衡位置如圖所示。已知活塞如圖所示。已知活塞A A、B B的質(zhì)量均為的質(zhì)量均為m=1.0kg,m=1.0kg,橫截面橫截面積分別為積分別為S SA A=20cm=
24、20cm2 2、S SB B=10cm=10cm2 2, ,大氣壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)為p p0 0=1.0=1.0 10105 5Pa,Pa,重力加速度重力加速度g g取取10m/s10m/s2 2。(1)(1)活塞活塞A A、B B在圖示位置時(shí)在圖示位置時(shí), ,求缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。求缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。(2)(2)現(xiàn)對(duì)缸內(nèi)封閉氣體緩慢加熱現(xiàn)對(duì)缸內(nèi)封閉氣體緩慢加熱, ,為使汽缸不漏氣為使汽缸不漏氣, ,求缸求缸內(nèi)封閉氣體的最高溫度。內(nèi)封閉氣體的最高溫度?！窘馕觥俊窘馕觥?1)(1)活塞活塞A A、B B均靜止均靜止, ,都處于平衡狀態(tài)都處于平衡狀態(tài), ,由平衡由平衡條件得條件得: :對(duì)活塞對(duì)活塞A
25、:pA:p0 0S SA A+m+mA Ag+Fg+FT T=p=p1 1S SA A對(duì)活塞對(duì)活塞B:pB:p0 0S SB B+F+FT T=p=p1 1S SB B+m+mB Bg g代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得:p:p1 1=1.2=1.210105 5PaPa。(2)(2)活塞活塞B B剛好移動(dòng)到兩圓筒的連接處時(shí)剛好移動(dòng)到兩圓筒的連接處時(shí), ,設(shè)汽缸內(nèi)氣體設(shè)汽缸內(nèi)氣體的溫度為的溫度為T T2 2, ,由由(1)(1)可知此過程氣體做等壓變化可知此過程氣體做等壓變化, ,由蓋由蓋呂薩克定律呂薩克定律: : 代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得T T2 2=400K=400K答案答案: :(1)1.2(1
26、)1.210105 5PaPa(2)400K(2)400KABA120.5L SSLSTT遷移遷移2:2:把豎直汽缸改為水平汽缸把豎直汽缸改為水平汽缸如圖所示如圖所示, ,兩端開口的汽缸水平固定兩端開口的汽缸水平固定,A,A、B B是兩個(gè)厚度是兩個(gè)厚度不計(jì)的活塞不計(jì)的活塞, ,面積分別為面積分別為S S1 1=20cm=20cm2 2,S,S2 2=10cm=10cm2 2, ,它們之間它們之間用一根細(xì)桿連接用一根細(xì)桿連接,B,B通過水平細(xì)繩繞過光滑的定滑輪與通過水平細(xì)繩繞過光滑的定滑輪與質(zhì)量為質(zhì)量為M M的重物的重物C C連接連接, ,靜止時(shí)汽缸中的空氣壓強(qiáng)靜止時(shí)汽缸中的空氣壓強(qiáng)p p1 1
27、= = 1.2atm,1.2atm,溫度溫度T T1 1=600K,=600K,汽缸兩部分的氣柱長(zhǎng)均為汽缸兩部分的氣柱長(zhǎng)均為L(zhǎng) L。已。已知大氣壓強(qiáng)知大氣壓強(qiáng)p p0 0=1atm=1.0=1atm=1.010105 5Pa,gPa,g取取10m/s10m/s2 2, ,缸內(nèi)空氣缸內(nèi)空氣可看作理想氣體可看作理想氣體, ,不計(jì)摩擦。求不計(jì)摩擦。求: :(1)(1)重物重物C C的質(zhì)量的質(zhì)量M M。(2)(2)降低汽缸中氣體的溫度降低汽缸中氣體的溫度, ,活塞活塞A A將向?qū)⑾蛴乙苿?dòng)右移動(dòng), ,在某溫度下活塞在某溫度下活塞A A靠近靠近D D處時(shí)處時(shí)( (未未接觸接觸) )處于平衡處于平衡, ,此
28、時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度。此時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度?！窘馕觥俊窘馕觥?1)(1)活塞整體受力平衡活塞整體受力平衡, ,由平衡條件得由平衡條件得: :p p1 1S S1 1+p+p0 0S S2 2=p=p0 0S S1 1+p+p1 1S S2 2+Mg,+Mg,代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得:M=2kg:M=2kg。(2)A(2)A靠近靠近D D處時(shí)處時(shí), ,力的平衡方程沒變力的平衡方程沒變, ,氣體壓強(qiáng)不變氣體壓強(qiáng)不變, ,由蓋由蓋呂薩克定律得呂薩克定律得: : 代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得:T:T2 2=400K=400K。答案答案: :(1)2kg(1)2kg(2)400K(2)400K12212SSLS 2L
29、TT，遷移遷移3:3:把一團(tuán)封閉氣體改為兩團(tuán)封閉氣體把一團(tuán)封閉氣體改為兩團(tuán)封閉氣體上端開口的豎直汽缸由大、小兩個(gè)同軸圓筒組成上端開口的豎直汽缸由大、小兩個(gè)同軸圓筒組成, ,兩圓兩圓筒中各有一個(gè)活塞筒中各有一個(gè)活塞, ,兩活塞用剛性輕桿連接兩活塞用剛性輕桿連接, ,兩活塞間兩活塞間充有氧氣充有氧氣, ,小活塞下方充有氮?dú)?。已知大活塞的質(zhì)量為小活塞下方充有氮?dú)狻Ｒ阎蠡钊馁|(zhì)量為2m,2m,橫截面積為橫截面積為2S,2S,小活塞的質(zhì)量為小活塞的質(zhì)量為m,m,橫截面積為橫截面積為S;S;兩兩活塞間距為活塞間距為L(zhǎng);L;大活塞導(dǎo)熱性能良好大活塞導(dǎo)熱性能良好, ,汽缸及小活塞絕熱汽缸及小活塞絕熱; ;初
30、始時(shí)氮?dú)夂推淄獯髿獾膲簭?qiáng)均為初始時(shí)氮?dú)夂推淄獯髿獾膲簭?qiáng)均為p p0 0, ,大活塞與大圓大活塞與大圓筒底部相距筒底部相距 , ,兩活塞與汽缸壁之間的摩擦不計(jì)兩活塞與汽缸壁之間的摩擦不計(jì), ,重力重力加速度為加速度為g g。現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮?dú)狻，F(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮?dú)? ,求當(dāng)小活塞求當(dāng)小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時(shí)緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時(shí), ,氮?dú)獾膲簭?qiáng)。氮?dú)獾膲簭?qiáng)。L2【解析】【解析】以兩活塞整體為研究對(duì)象以兩活塞整體為研究對(duì)象, ,設(shè)初始時(shí)氧氣壓強(qiáng)設(shè)初始時(shí)氧氣壓強(qiáng)為為p p1 1, ,根據(jù)平衡條件有根據(jù)平衡條件有: :p p0 02S+p2S+p1 1S+3m
31、g=pS+3mg=p0 0S+pS+p1 12S2S初始時(shí)氧氣體積初始時(shí)氧氣體積:V:V1 1= = 當(dāng)小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時(shí)當(dāng)小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時(shí), ,氧氣體積氧氣體積:V:V2 2=2SL=2SL設(shè)此時(shí)氧氣壓強(qiáng)為設(shè)此時(shí)氧氣壓強(qiáng)為p p2 2, ,氮?dú)鈮簭?qiáng)為氮?dú)鈮簭?qiáng)為p,p,LL3SL2SS L222()根據(jù)平衡條件有根據(jù)平衡條件有:p:p0 02S+p2S+p2 2S+3mg=pS+pS+3mg=pS+p2 22S2S由于大活塞導(dǎo)熱由于大活塞導(dǎo)熱, ,小活塞緩慢上升可認(rèn)為氧氣溫度不變小活塞緩慢上升可認(rèn)為氧氣溫度不變, ,由玻意耳定律由玻意耳定律, ,得
32、得:p:p2 2V V2 2=p=p1 1V V1 1解得解得: : 答案答案: : 053mgpp44S053mgp44S【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題思路應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題思路(1)(1)選擇研究對(duì)象選擇研究對(duì)象一定質(zhì)量的理想氣體。一定質(zhì)量的理想氣體。(2)(2)分析狀態(tài)參量。分析狀態(tài)參量。利用液體壓強(qiáng)公式、連通器原理利用液體壓強(qiáng)公式、連通器原理( (被液體封閉的氣體被液體封閉的氣體) )或平衡條件或平衡條件( (被活塞封閉的氣體被活塞封閉的氣體) )分析被封閉氣體的壓分析被封閉氣體的壓強(qiáng)特點(diǎn)。強(qiáng)特點(diǎn)。注意容器的導(dǎo)熱性能注意容器的導(dǎo)熱性能, ,分析被封閉氣體的溫度特點(diǎn)。
33、分析被封閉氣體的溫度特點(diǎn)。根據(jù)題中條件分析被封閉氣體的體積特點(diǎn)。根據(jù)題中條件分析被封閉氣體的體積特點(diǎn)。(3)(3)認(rèn)識(shí)過程、選定規(guī)律認(rèn)識(shí)過程、選定規(guī)律: :認(rèn)清變化過程認(rèn)清變化過程, ,選用合適的氣選用合適的氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程列式求解。體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程列式求解?！炯庸逃?xùn)練】【加固訓(xùn)練】1.1.如圖所示如圖所示, ,體積為體積為V V0 0的導(dǎo)熱性能良好的的導(dǎo)熱性能良好的容器中充有一定質(zhì)量的理想氣體容器中充有一定質(zhì)量的理想氣體, ,室溫為室溫為T T0 0=300K=300K。有一光滑導(dǎo)熱活塞。有一光滑導(dǎo)熱活塞C(C(不占體積不占體積) )將容器分成將容器分成A A、B
34、B兩室兩室,B,B室的體積是室的體積是A A室的兩倍室的兩倍, ,汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為大氣汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為大氣壓的兩倍壓的兩倍, ,右室容器中連接有一閥門右室容器中連接有一閥門K,K,可與大氣相通?？膳c大氣相通。( (外界大氣壓等于外界大氣壓等于76cmHg)76cmHg)求求: :(1)(1)將閥門將閥門K K打開后打開后,A,A室的體積變成多少室的體積變成多少? ?(2)(2)打開閥門打開閥門K K后將容器內(nèi)的氣體從后將容器內(nèi)的氣體從300K300K加熱到加熱到540K,A540K,A室中氣體壓強(qiáng)為多少室中氣體壓強(qiáng)為多少? ?【解析】【解析】(1)(1)氣體的初狀態(tài)氣體的初狀態(tài):p:pA0A0
35、=2=276cmHg,V76cmHg,VA0A0= = 打開閥門打開閥門,A,A室氣體做等溫變化室氣體做等溫變化, ,p pA A=76cmHg,=76cmHg,體積為體積為V VA A, ,由玻意耳定律由玻意耳定律p pA0A0V VA0A0= =p pA AV VA A, ,解得解得V VA A= = 0V302V3。(2)(2)溫度從溫度從T T0 0=300K=300K升高到升高到T,AT,A中的氣體由中的氣體由V VA A變化到變化到V V0 0, ,壓壓強(qiáng)為強(qiáng)為p pA A, ,氣體做等壓變化氣體做等壓變化 解得解得T=450KT=450K故溫度從故溫度從450K450K升高到升高
36、到T T1 1=540K=540K的過程中的過程中, ,氣體做等容變化氣體做等容變化 解得解得p pA1A1=91.2cmHg=91.2cmHg答案答案: :(1) (1) (2)91.2cmHg(2)91.2cmHg0A0VVTT，AA11ppTT，02V32.2.如圖所示如圖所示, ,截面均勻截面均勻, ,長(zhǎng)度足夠的長(zhǎng)度足夠的U U形細(xì)形細(xì)玻璃管兩端都開口玻璃管兩端都開口, ,管內(nèi)兩段水銀柱封閉管內(nèi)兩段水銀柱封閉著一段空氣柱。開始時(shí)著一段空氣柱。開始時(shí), ,空氣柱被封閉在空氣柱被封閉在U U形管左側(cè)的形管左側(cè)的A A、B B兩點(diǎn)之間兩點(diǎn)之間, ,空氣柱長(zhǎng)為空氣柱長(zhǎng)為15cm,15cm,溫度
37、為溫度為27,A27,A點(diǎn)上方水銀柱長(zhǎng)為點(diǎn)上方水銀柱長(zhǎng)為25cm,BC25cm,BC高為高為5cm,5cm,若若U U形管底邊形管底邊CDCD長(zhǎng)長(zhǎng)10cm,10cm,此時(shí)的大氣壓強(qiáng)為此時(shí)的大氣壓強(qiáng)為75cmHg75cmHg?，F(xiàn)。現(xiàn)保持氣體的溫度不變保持氣體的溫度不變, ,從從U U形管左側(cè)管口處緩慢地再注形管左側(cè)管口處緩慢地再注入入25cm25cm長(zhǎng)的水銀柱長(zhǎng)的水銀柱, ,試求穩(wěn)定時(shí)管內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)度為多試求穩(wěn)定時(shí)管內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)度為多少少? ?【解析】【解析】空氣柱初始?jí)簭?qiáng)空氣柱初始?jí)簭?qiáng)p p1 1=75cmHg+25cmHg=100(cmHg);BE=75cmHg+25cmHg=100(cmH
38、g);BE水銀柱總長(zhǎng)為水銀柱總長(zhǎng)為45cm,45cm,左側(cè)管口注入水銀柱后左側(cè)管口注入水銀柱后, ,左側(cè)管水銀柱長(zhǎng)為左側(cè)管水銀柱長(zhǎng)為50cm,50cm,因而因而水銀柱水銀柱BEBE將全部在右側(cè)管。將全部在右側(cè)管。末態(tài)壓強(qiáng)末態(tài)壓強(qiáng):p:p2 2=75cmHg+45cmHg=120(cmHg)=75cmHg+45cmHg=120(cmHg)由等溫變化規(guī)律得由等溫變化規(guī)律得:100:10015S=12015S=120LSLS解得解得:L=12.5cm:L=12.5cm答案答案: :12.5cm12.5cm熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向3 3熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用【典例典例3 3】( (多
39、選多選)(2016)(2016全國(guó)卷全國(guó)卷)一定量的理想氣體一定量的理想氣體從狀態(tài)從狀態(tài)a a開始開始, ,經(jīng)歷等溫或等壓過程經(jīng)歷等溫或等壓過程abab、bcbc、cdcd、dada回回到原狀態(tài)到原狀態(tài), ,其其p -Tp -T圖象如圖所示圖象如圖所示, ,其中對(duì)角線其中對(duì)角線acac的延長(zhǎng)的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)線過原點(diǎn)O O。下列判斷正確的是。下列判斷正確的是( () )A.A.氣體在氣體在a a、c c兩狀態(tài)的體積相等兩狀態(tài)的體積相等B.B.氣體在狀態(tài)氣體在狀態(tài)a a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c c時(shí)的內(nèi)能時(shí)的內(nèi)能C.C.在過程在過程cdcd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體中氣體
40、向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功做的功D.D.在過程在過程dada中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功做的功E.E.在過程在過程bcbc中外界對(duì)氣體做的功等于在過程中外界對(duì)氣體做的功等于在過程dada中氣體中氣體對(duì)外界做的功對(duì)外界做的功【名師點(diǎn)撥】【名師點(diǎn)撥】(1)(1)過程分析過程分析: :氣體從氣體從a a到到b b等溫變化等溫變化, ,從從b b到到c c等壓變化等壓變化, ,從從c c到到d d等溫變化等溫變化, ,從從d d到到a a等壓變化。等壓變化。(2)(2)求內(nèi)能的變化求內(nèi)能的變化:U=W+Q:U=W+Q?！窘馕鼋馕觥窟x選A A、
41、B B、E E。一定量的理想氣體。一定量的理想氣體, ,在體積不變?cè)隗w積不變時(shí)時(shí), ,壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫度成正比壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫度成正比, ,即即 V Va a= =V Vc c, ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A正確正確; ;氣體在狀態(tài)氣體在狀態(tài)a a時(shí)的溫度高于在狀態(tài)時(shí)的溫度高于在狀態(tài)c c時(shí)的溫度時(shí)的溫度, ,而而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志, ,理想氣體忽略分子間的相理想氣體忽略分子間的相互作用力互作用力, ,氣體的分子勢(shì)能不變氣體的分子勢(shì)能不變, ,所以氣體在狀態(tài)所以氣體在狀態(tài)a a時(shí)的時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)內(nèi)能大于它在狀態(tài)c c時(shí)的內(nèi)能時(shí)的內(nèi)能, ,選項(xiàng)選項(xiàng)B B正確正確; ;cdcd
42、過程為恒過程為恒溫升壓過程溫升壓過程, ,壓強(qiáng)增大體積減小壓強(qiáng)增大體積減小, ,外界對(duì)系統(tǒng)做正功外界對(duì)系統(tǒng)做正功, ,但但系統(tǒng)內(nèi)能不變系統(tǒng)內(nèi)能不變, ,故放熱故放熱, ,放出熱量放出熱量Q=WQ=W外外, ,選項(xiàng)選項(xiàng)C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;dadaacacppTT，過程為恒壓升溫過程過程為恒壓升溫過程, ,內(nèi)能增大內(nèi)能增大, ,體積增大對(duì)外做功體積增大對(duì)外做功, ,故故吸熱吸熱, ,但吸收熱量但吸收熱量Q=WQ=W外外+E+E內(nèi)內(nèi), ,故故QWQW外外, ,選項(xiàng)選項(xiàng)D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;bcbc過過程恒壓降溫程恒壓降溫, ,體積減小體積減小, ,外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功, ,因?yàn)橐驗(yàn)閍bab和和
43、cdcd過過程都是等溫過程程都是等溫過程, ,p pa aV Va a= =p pb bV Vb b,p,pc cV Vc c= =p pd dV Vd d, ,則有則有p pa aV Va a-p-pd dV Vd d= = p pb bV Vb b-p-pc cV Vc c, ,又因又因p pd d= =p pa a,p,pc c= =p pb b,p,pa a(V(Va a-V-Vd d)=)=p pb b(V(Vb b-V-Vc c),),所以所以W Wbcbc=W=Wadad, ,故在過程故在過程bcbc中外界對(duì)氣體做的功等于在過程中外界對(duì)氣體做的功等于在過程dada中氣體對(duì)外界做的
44、功中氣體對(duì)外界做的功, ,選項(xiàng)選項(xiàng)E E正確。正確?！绢}組過關(guān)題組過關(guān)】1.1.如圖所示如圖所示, ,粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A A、B B兩兩端開口端開口, ,管內(nèi)有一段水銀柱管內(nèi)有一段水銀柱, ,管內(nèi)左側(cè)水銀面管內(nèi)左側(cè)水銀面與管口與管口A A之間氣柱長(zhǎng)為之間氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng) LA A=40cm=40cm?，F(xiàn)將左管豎。現(xiàn)將左管豎直插入水銀槽中直插入水銀槽中, ,穩(wěn)定后管中左側(cè)的水銀面穩(wěn)定后管中左側(cè)的水銀面相對(duì)玻璃管下降了相對(duì)玻璃管下降了2cm,2cm,設(shè)被封閉的氣體為理設(shè)被封閉的氣體為理想氣體想氣體, ,整個(gè)過程溫度不變整個(gè)過程溫度不變, ,已知大氣壓強(qiáng)已知大氣壓強(qiáng)p p0 0=7
45、6cmHg,=76cmHg,則穩(wěn)定后則穩(wěn)定后A A端上方氣柱的壓強(qiáng)為端上方氣柱的壓強(qiáng)為_cmHgcmHg, ,氣柱氣柱的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為_cm,_cm,在這個(gè)過程中在這個(gè)過程中, ,管內(nèi)氣體管內(nèi)氣體_(_(選填選填“吸收吸收”或或“放出放出”) )熱量。熱量?！窘馕鼋馕觥孔髠?cè)的水銀面相對(duì)玻璃管下降了左側(cè)的水銀面相對(duì)玻璃管下降了2cm,2cm,則右端則右端水銀面上升水銀面上升2cm,2cm,故兩液面的高度差為故兩液面的高度差為:h=4cm:h=4cmA A端上方氣柱的壓強(qiáng)為端上方氣柱的壓強(qiáng)為:p=(76+4)cmHg=80cmHg:p=(76+4)cmHg=80cmHg插入水銀槽后右管內(nèi)氣體做等溫
46、變化插入水銀槽后右管內(nèi)氣體做等溫變化, ,由玻意耳定律由玻意耳定律得得:p:p0 0L LA AS=S=pLSpLS代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得:L=38cm:L=38cm氣體體積減小氣體體積減小, ,外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功,W0,W0,氣體溫度不變氣體溫度不變, ,內(nèi)內(nèi)能不變能不變:U=0:U=0由熱力學(xué)第一定律由熱力學(xué)第一定律:U=W+Q,:U=W+Q,可知可知:Q=U-W=-W0,:Q=U-W=-W0,氣體要放出熱量氣體要放出熱量; ;答案答案: :80803838放出放出2.(20162.(2016黃山二模黃山二模) )如圖如圖, ,體積為體積為V V、內(nèi)壁光滑的圓柱、內(nèi)壁光滑的圓柱
47、形導(dǎo)熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞形導(dǎo)熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞; ;汽缸汽缸內(nèi)密封有溫度為內(nèi)密封有溫度為2.4T2.4T0 0、壓強(qiáng)為、壓強(qiáng)為1.2p1.2p0 0的理想氣體。的理想氣體。p p0 0和和T T0 0分別為大氣的壓強(qiáng)和溫度。已知分別為大氣的壓強(qiáng)和溫度。已知: :氣體內(nèi)能氣體內(nèi)能U U與溫度與溫度T T的關(guān)系為的關(guān)系為U=U=aT,aaT,a為正的常量為正的常量; ;容器內(nèi)氣體的所有變化過容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的。求程都是緩慢的。求: :(1)(1)汽缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時(shí)的體積汽缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時(shí)的體積V V1 1。(2)(2)在活塞下降
48、過程中在活塞下降過程中, ,汽缸內(nèi)氣體放出的熱量汽缸內(nèi)氣體放出的熱量Q Q?！窘馕鼋馕觥?1)(1)在氣體由壓強(qiáng)在氣體由壓強(qiáng)p=1.2pp=1.2p0 0到到p p0 0時(shí)時(shí),V,V不變不變, ,溫度溫度由由2.4T2.4T0 0變?yōu)樽優(yōu)門 T1 1, ,由查理定律得由查理定律得 得得:T:T1 1=2T=2T0 0在氣體溫度由在氣體溫度由T T1 1變?yōu)樽優(yōu)門 T0 0的過程中的過程中, ,體積由體積由V V減小到減小到V V1 1, ,氣氣體壓強(qiáng)不變體壓強(qiáng)不變, ,由蓋由蓋呂薩克定律得呂薩克定律得 解得解得:V:V1 1=0.5V=0.5V01pTTp110TVVT(2)(2)活塞下降過程
49、中活塞下降過程中, ,活塞對(duì)氣體的功為活塞對(duì)氣體的功為W=pW=p0 0(V-V(V-V1 1) )在這一過程中在這一過程中, ,氣體的內(nèi)能減少了氣體的內(nèi)能減少了U=a(TU=a(T1 1-T-T0 0) )由熱力學(xué)第一定律得由熱力學(xué)第一定律得, ,汽缸內(nèi)氣體放出的熱量為汽缸內(nèi)氣體放出的熱量為Q=W+UQ=W+U得得:Q= p:Q= p0 0V+aTV+aT0 0答案答案: :(1)0.5V(1)0.5V(2) p(2) p0 0V+aTV+aT0 01212【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】分析理想氣體分析理想氣體UU、W W、Q Q的常用思路的常用思路(1)(1)由體積變化分析氣體做功情況由體積變化分析
50、氣體做功情況: :體積膨脹體積膨脹, ,氣體對(duì)外氣體對(duì)外界做功界做功W0;W0W0。(2)(2)由溫度變化判斷氣體內(nèi)能變化情況由溫度變化判斷氣體內(nèi)能變化情況: :溫度升高溫度升高, ,氣體氣體內(nèi)能增大內(nèi)能增大U0;U0;溫度降低溫度降低, ,氣體內(nèi)能減小氣體內(nèi)能減小U0U T Tc c,Q,Qabab Q QacacB.TB.Tb b T Tc c,Q,Qabab Q QacacD.TD.Tb b= =T Tc c,Q,Qabab Q Qacac, ,故選故選C C。2.2.如圖所示如圖所示, ,內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸里封閉了一定質(zhì)量的內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸里封閉了一定質(zhì)量的理想氣體理想氣體, ,活塞
51、的橫截面積為活塞的橫截面積為S,S,質(zhì)量不計(jì)質(zhì)量不計(jì), ,離缸底的距離缸底的距離為離為L(zhǎng) L1 1。由于環(huán)境溫度緩慢下降。由于環(huán)境溫度緩慢下降, ,使得活塞緩慢下降到使得活塞緩慢下降到距離缸底距離缸底L L2 2處。已知大氣壓強(qiáng)為處。已知大氣壓強(qiáng)為p p0 0, ,被封閉氣體初始狀被封閉氣體初始狀態(tài)的熱力學(xué)溫度為態(tài)的熱力學(xué)溫度為T T1 1、內(nèi)能為、內(nèi)能為E E1 1。(1)(1)求活塞下降到距離缸底求活塞下降到距離缸底L L2 2處時(shí)處時(shí), ,缸內(nèi)封閉氣體的溫缸內(nèi)封閉氣體的溫度。度。(2)(2)一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比, ,求求整個(gè)過程
52、中通過缸壁傳遞的熱量整個(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量Q Q?！窘馕鼋馕觥?1)(1)氣體發(fā)生等壓變化氣體發(fā)生等壓變化, ,有有 解得封閉氣體的溫度為解得封閉氣體的溫度為 (2)(2)設(shè)氣體在設(shè)氣體在T T2 2時(shí)的內(nèi)能為時(shí)的內(nèi)能為E E2 2, ,由題意有由題意有 氣體狀態(tài)變化過程中內(nèi)能變化了氣體狀態(tài)變化過程中內(nèi)能變化了U=EU=E2 2-E-E1 1= = 外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功W=pW=p0 0(L(L1 1-L-L2 2)S)S由熱力學(xué)第一定律由熱力學(xué)第一定律U=W+QU=W+Q1212L SL STT2121L TTL2111LLEL1212EETT整個(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量整個(gè)過
53、程中通過缸壁傳遞的熱量Q= EQ= E1 1-p-p0 0(L(L1 1-L-L2 2)S)S答案答案: :(1) (1) (2) E(2) E1 1-p-p0 0(L(L1 1-L-L2 2)S)S211LLL211LLL211L TL3.(20163.(2016黃岡二模黃岡二模) )一定質(zhì)量的某種理想氣體從狀態(tài)一定質(zhì)量的某種理想氣體從狀態(tài)A A經(jīng)狀態(tài)經(jīng)狀態(tài)B B變化到狀態(tài)變化到狀態(tài)C,C,該過程中氣體體積該過程中氣體體積V V與熱力學(xué)溫與熱力學(xué)溫度度T T的關(guān)系圖象如圖所示的關(guān)系圖象如圖所示, ,圖中線段圖中線段ABAB與與V V軸平行軸平行,BC,BC延延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)O,
54、O,又知?dú)怏w在狀態(tài)又知?dú)怏w在狀態(tài)B B時(shí)的壓強(qiáng)時(shí)的壓強(qiáng)p pB B=1.0 =1.0 10104 4Pa,Pa,從狀態(tài)從狀態(tài)B B變化到狀態(tài)變化到狀態(tài)C C過程中氣體向外界放熱過程中氣體向外界放熱70J,70J,求求: :(1)(1)氣體在狀態(tài)氣體在狀態(tài)A A時(shí)的壓強(qiáng)時(shí)的壓強(qiáng)p pA A。(2)(2)氣體從狀態(tài)氣體從狀態(tài)B B變化到狀態(tài)變化到狀態(tài)C C過程中內(nèi)能的變化量。過程中內(nèi)能的變化量?！窘馕鼋馕觥坑深}意及圖象可知由題意及圖象可知, ,p pB B=1.0=1.010104 4Pa,VPa,VA A=400cm=400cm3 3, , V VB B=800cm=800cm3 3,V,VC
55、C=400cm=400cm3 3。(1)(1)由圖象可知由圖象可知,A,A到到B B過程氣體溫度保持不變過程氣體溫度保持不變, ,氣體發(fā)生氣體發(fā)生等溫變化等溫變化, ,由玻意耳定律得由玻意耳定律得: :p pA AV VA A= =p pB BV VB B代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得: :p pA A=2=210104 4PaPa(2)(2)由圖象可知由圖象可知, ,狀態(tài)狀態(tài)B B至狀態(tài)至狀態(tài)C C過程氣體的體積與熱力過程氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比學(xué)溫度成正比, ,由理想氣體狀態(tài)方程可知由理想氣體狀態(tài)方程可知, ,氣體壓強(qiáng)不氣體壓強(qiáng)不變變, ,氣體發(fā)生等壓變化氣體發(fā)生等壓變化, ,從從B B到到
56、C C過程過程, ,外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功: : W=FW=Fl= =pSpSl= =p pB BVV=1.0=1.010104 4(800-400)(800-400)1010-6-6J=4JJ=4J由題意可知由題意可知, ,從狀態(tài)從狀態(tài)B B變化到狀態(tài)變化到狀態(tài)C C過程中氣體向外界放過程中氣體向外界放熱熱70J,70J,則則:Q=-70J:Q=-70J根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知, ,氣體內(nèi)能的變化量氣體內(nèi)能的變化量: :U=W+Q=4J-70J=-66J,U=W+Q=4J-70J=-66J,氣體內(nèi)能減少氣體內(nèi)能減少66J66J答案答案: :(1)2(1)210104 4PaPa(2)(2)減少減少66J66J
高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一篇 專題攻略 專題八 分子運(yùn)動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律課件
