福建省高考物理二輪專題總復(fù)習(xí) 專題9 熱學(xué)(選考)課件

專題九 熱學(xué)（選考）一、分子動(dòng)理論一、分子動(dòng)理論 本知識(shí)點(diǎn)所涉及內(nèi)容較多，重點(diǎn)應(yīng)放在涉及阿伏伽德羅常數(shù)的宏觀量與微觀量之間的轉(zhuǎn)化、布朗運(yùn)動(dòng)、分子力、內(nèi)能等知識(shí)點(diǎn)上例1 (2010江蘇卷)已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3kg/m3和2.1kg/m3，空氣的摩爾質(zhì) 量 為 0 . 0 2 9 k g / m o l ， 阿 伏 伽 德 羅 常 數(shù)NA=6.021023mol-1.若潛水員呼吸一次吸入2L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 【解析】本題考查了涉及阿伏伽德羅常數(shù)的宏觀量與微觀量之間的轉(zhuǎn)化，明確其轉(zhuǎn)化的關(guān)系為解題的要點(diǎn)解：解：設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為M，在海底和岸上的密度分別為 海 和 岸，一次吸入空氣的體積為V，則有 ，代入數(shù)據(jù)得 31022(個(gè))-AVnNM 海岸n 【方法技巧小結(jié)】 涉及阿伏伽德羅常數(shù)的問(wèn)題常作為物理與化學(xué)的結(jié)合點(diǎn)命題，一些化學(xué)常識(shí)也可能作為考查對(duì)象，如常用物質(zhì)的摩爾質(zhì)量、標(biāo)況下氣體的摩爾體積等注意對(duì)于氣體而言，由于分子間空隙比較大，其分子的體積不再等于摩爾體積與阿伏伽德羅常數(shù)的比值 【變式訓(xùn)練1】 (2010福建卷)1859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來(lái)有許多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一規(guī)律若以橫坐標(biāo)v表示分子速率，縱坐標(biāo)f(v)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比下面四幅圖中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是（ ）(填選項(xiàng)前的字母) 【解析】本題考查知識(shí)的記憶，圖象突出中間多兩邊少的特點(diǎn)，答案選D.二、氣體的實(shí)驗(yàn)定律 本知識(shí)點(diǎn)可能涉及相應(yīng)的計(jì)算，為熱學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容此類問(wèn)題的關(guān)鍵是恰當(dāng)?shù)剡x取研究對(duì)象，搞清氣體的初末狀態(tài)的三個(gè)參量，從而求得未知量若在狀態(tài)變化過(guò)程中，氣體的質(zhì)量發(fā)生變化，也可以通過(guò)巧妙地選擇合適的研究對(duì)象，使這類問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問(wèn)題三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律可以用理想氣體的狀態(tài)方程概括例例2：(2010上海卷)如圖91，上端開(kāi)口的圓柱形氣缸豎直放置，截面積為 一定質(zhì)量的氣體被質(zhì)量為2.0kg的光滑活塞封閉在氣缸內(nèi)，其壓強(qiáng)為 _ _ _ _ _ _ P a ( 大 氣 壓 強(qiáng) 取 P a ， g 取10m/ )若從初溫27開(kāi)始加熱氣體，使活塞離氣缸底部的高度由0.50m 緩慢變?yōu)?.51m，則此時(shí)氣體的溫度為_(kāi). 51.01 10325 10 m2s 【解析】氣缸內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)與外界的大氣壓強(qiáng)和活塞對(duì)氣體的壓強(qiáng)之和相等，所以： 氣缸內(nèi)氣體發(fā)生等壓變化，所以 代 入數(shù)據(jù)可得： = 306K， 即： =33051.05 10 Pamgpps1212VVTT2t2T 常溫常壓下的氣體可以認(rèn)為是理想氣體，求解時(shí)要特別注意溫度的單位，不能用攝氏溫度直接參與計(jì)算解題時(shí)應(yīng)牢牢把握研究對(duì)象的選擇及氣體的始末狀態(tài)參量的確定，應(yīng)養(yǎng)成將已知條件一一列出的良好習(xí)慣同時(shí)注重對(duì)狀態(tài)及物理過(guò)程的分析 圖9-2是一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V-T圖象已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng) 是(1)說(shuō)出A到B過(guò)程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計(jì)算圖中 的值(2)請(qǐng)?jiān)趫D9-3坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的P-T圖象,并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、C.51.0510 PaAT【變式訓(xùn)練2】ABBV TV【解析】(1)由圖9-2可以看出，A與B的連線的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)O，所以從A到B是一個(gè)等壓變化，即pA=pB ，根據(jù)蓋-呂薩克定律可得VA/TA=VB/TB ，所以TA= 0.4300020.60KK (2)由圖9-2可以看出，從B到C是一個(gè)等容變化，根據(jù)查理定律得 ，所以有 /BBCCpTpT55400 1.5 10Pa302.0 10 Pa0CBCBT ppT圖9-3則可畫出由狀態(tài)A經(jīng)B到C 的p-T圖象如圖所示三、熱力學(xué)定律和能量守恒 熱力學(xué)三定律中第一定律屬?？純?nèi)容，且常與氣體的性質(zhì)結(jié)合進(jìn)行考查，屬熱學(xué)中能力要求稍高些的題目對(duì)于這種綜合應(yīng)用，應(yīng)緊抓住兩點(diǎn)：1一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，溫度的高低代表著內(nèi)能的大小2氣體做功情況由氣體的體積變化來(lái)判斷，一般體積增大時(shí)氣體對(duì)外做功，減小時(shí)外界對(duì)氣體做功(注意例外：氣體在真空中膨脹不做功) 例3(2010全國(guó)卷)(多選)如圖94，一絕熱容器被隔板K隔開(kāi)成a、b兩部分已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體，b內(nèi)為真空抽開(kāi)隔板K后，a內(nèi)氣體進(jìn)入b，最終達(dá)到平衡狀態(tài)在此過(guò)程中( ) A氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少 B氣體不做功，內(nèi)能不變 C氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低 D氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變 【解析】絕熱容器內(nèi)的稀薄氣體與外界沒(méi)有熱傳遞，Q=0.稀薄氣體向真空擴(kuò)散沒(méi)有做功，W=0.根據(jù)熱力學(xué)第一定律稀薄氣體的內(nèi)能不變，則溫度不變稀薄氣體擴(kuò)散體積增大，壓強(qiáng)必然減小BD正確 一般應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)，應(yīng)弄清所研究的熱力學(xué)系統(tǒng)變化過(guò)程中溫度、體積的變化，得出相應(yīng)內(nèi)能變化與做功情況，再依照符號(hào)法則代入數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果的正負(fù)也同樣依照規(guī)則來(lái)解釋其意義但要注意的是體積變化并不一定意味著氣體就做功，如本題中由于氣體是在真空中擴(kuò)散，雖然體積在增大，但氣體并不對(duì)外做功 如圖95所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開(kāi)始變化到狀態(tài)B，再?gòu)臓顟B(tài)B變化到狀態(tài)C.已知狀態(tài)A的溫度為480K.則氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度為160K；物體從狀態(tài)A變化到B的過(guò)程中要（ _）. (填“吸熱”或“放熱”)吸熱【變式訓(xùn)練3】【解析】 從圖中可知狀態(tài)A與狀態(tài)C體積相同，雖然整個(gè)過(guò)程并非等容變化，但仍可根據(jù)初末狀態(tài)的情況直接利用查理定律求解C狀態(tài)時(shí)的溫度要分析氣體從A到B過(guò)程的熱傳遞情況，則必須知道初末狀態(tài)內(nèi)能的變化和做功的情況，從圖象可知A、B狀態(tài)的p與V的乘積相同，說(shuō)明A與B狀態(tài)的溫度相同，即內(nèi)能相同，同時(shí)體積變大又說(shuō)明氣體對(duì)外做功，則由熱力學(xué)第一定律可知，這一過(guò)程要吸收熱量.