高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題十三 分子動理論 氣體及熱力學(xué)定律課件

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1、專題十三分子動理論氣體及熱力學(xué)專題十三分子動理論氣體及熱力學(xué)定律定律展示考綱展示考綱明晰考向明晰考向方法歸納方法歸納重點(diǎn)點(diǎn)撥重點(diǎn)點(diǎn)撥鎖定考點(diǎn)鎖定考點(diǎn)高效突破高效突破展示考綱展示考綱明晰考向明晰考向重要考點(diǎn)重要考點(diǎn)考題預(yù)測考題預(yù)測1.1.分子動理論的基本觀點(diǎn)和實(shí)分子動理論的基本觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)驗(yàn)依據(jù).().()2.2.阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù).().()3.3.溫度是分子平均動能的標(biāo)溫度是分子平均動能的標(biāo)志、內(nèi)能志、內(nèi)能.().()4.4.固體的微觀結(jié)構(gòu)固體的微觀結(jié)構(gòu), ,晶體和非晶體和非晶體晶體.().()5.5.液體的表面張力現(xiàn)象液體的表面張力現(xiàn)象.().()6.6.氣體實(shí)驗(yàn)定律氣體實(shí)驗(yàn)定

2、律.().()7.7.理想氣體理想氣體.().()8.8.熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律.().()9.9.熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律.().()本專題屬選修內(nèi)容本專題屬選修內(nèi)容, ,概念、規(guī)律繁多概念、規(guī)律繁多, ,但要求但要求較低較低, ,均是均是級要求級要求, ,但對計(jì)算題的解答要求但對計(jì)算題的解答要求較高較高. .熟練掌握分子動理論的基礎(chǔ)知識熟練掌握分子動理論的基礎(chǔ)知識, ,物體物體內(nèi)能的相關(guān)概念和熱力學(xué)定律內(nèi)能的相關(guān)概念和熱力學(xué)定律, ,加深對氣體加深對氣體參量與力學(xué)部分關(guān)系的理解參量與力學(xué)部分關(guān)系的理解, ,掌握對氣體實(shí)掌握對氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)定律的綜合問題的解答方法驗(yàn)定律和熱力

3、學(xué)定律的綜合問題的解答方法, ,同時還要注意考試說明中涉及的所有考點(diǎn)同時還要注意考試說明中涉及的所有考點(diǎn), ,能夠?qū)ο嚓P(guān)知識點(diǎn)直接識別能夠?qū)ο嚓P(guān)知識點(diǎn)直接識別; ;預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)20162016年高年高考集中在分子動理論、宏觀量與微觀量的關(guān)考集中在分子動理論、宏觀量與微觀量的關(guān)系、熱力學(xué)定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律上系、熱力學(xué)定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律上, ,對能力對能力的要求是理解物理概念和物理規(guī)律及其適用的要求是理解物理概念和物理規(guī)律及其適用條件條件, ,以及它們的綜合應(yīng)用以及它們的綜合應(yīng)用. .方法歸納方法歸納重點(diǎn)點(diǎn)撥重點(diǎn)點(diǎn)撥一、分子微觀量的估算一、分子微觀量的估算1.1.宏觀量、微觀量以及它們之間的關(guān)系宏觀量

4、、微觀量以及它們之間的關(guān)系2.2.分子類型分子類型固體、液體分子可認(rèn)為緊靠在一起固體、液體分子可認(rèn)為緊靠在一起, ,可看成球體或立方體可看成球體或立方體; ;氣體分子只能氣體分子只能按立方體模型計(jì)算所占的空間按立方體模型計(jì)算所占的空間. .二、分子動理論的理解二、分子動理論的理解1.1.布朗運(yùn)動與熱運(yùn)動的比較布朗運(yùn)動與熱運(yùn)動的比較兩種兩種運(yùn)動運(yùn)動比較比較項(xiàng)目項(xiàng)目布朗運(yùn)動布朗運(yùn)動熱運(yùn)動熱運(yùn)動活動主體活動主體固體微小顆粒固體微小顆粒分子分子區(qū)別區(qū)別微小顆粒的運(yùn)動微小顆粒的運(yùn)動; ;在光學(xué)顯微鏡下在光學(xué)顯微鏡下能看到能看到分子的運(yùn)動分子的運(yùn)動; ;不能通過光不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察學(xué)顯微鏡直接觀察

5、共同點(diǎn)共同點(diǎn)都是永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動都是永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動, ,都隨溫度的升高而變得更加激烈都隨溫度的升高而變得更加激烈聯(lián)系聯(lián)系布朗運(yùn)動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動的撞擊作用而布朗運(yùn)動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動的撞擊作用而引起的引起的, ,它是分子熱運(yùn)動的反映它是分子熱運(yùn)動的反映三、氣體及氣體實(shí)驗(yàn)定律三、氣體及氣體實(shí)驗(yàn)定律1.1.氣體和氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)氣體和氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)四、熱力學(xué)定律四、熱力學(xué)定律熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用技巧熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用技巧(1)(1)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時, ,要注意各符號正負(fù)的規(guī)定要注意各符號正負(fù)的規(guī)定, ,不能認(rèn)為物體吸不能認(rèn)為物

6、體吸熱熱( (或?qū)ξ矬w做功或?qū)ξ矬w做功),),物體的內(nèi)能就一定增加物體的內(nèi)能就一定增加. .(2)(2)若研究對象為氣體若研究對象為氣體, ,對氣體做功的正負(fù)由氣體的體積決定對氣體做功的正負(fù)由氣體的體積決定, ,氣體體積氣體體積增大增大, ,氣體對外做功氣體對外做功,W0;,W0.,W0.鎖定考點(diǎn)鎖定考點(diǎn)高效突破高效突破考點(diǎn)一考點(diǎn)一分子力及微觀量的估算分子力及微觀量的估算( (含實(shí)驗(yàn)含實(shí)驗(yàn): :用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小) )備選例題備選例題 (2015(2015周口期中改編周口期中改編) )當(dāng)分子間距離從當(dāng)分子間距離從r r0 0( (此時分子間引力與斥此時分子間引力與斥力

7、平衡力平衡) )增大到增大到r r1 1時時, ,關(guān)于分子力關(guān)于分子力( (引力與斥力的合力引力與斥力的合力) )變化和分子勢能變化變化和分子勢能變化的下列情形中的下列情形中, ,可能發(fā)生的是可能發(fā)生的是.A.A.分子力先增大后減小分子力先增大后減小, ,而分子勢能一直增大而分子勢能一直增大B.B.分子力先減小后增大分子力先減小后增大, ,分子勢能也先減小后增大分子勢能也先減小后增大C.C.分子力一直減小分子力一直減小, ,而分子勢能先減小后增大而分子勢能先減小后增大D.D.分子力一直增大分子力一直增大, ,分子勢能也一直增大分子勢能也一直增大E.E.分子力一直增大分子力一直增大, ,分子勢能

8、不變分子勢能不變思路探究思路探究(1)(1)分子引力、分子斥力與其間距離的變化有何不同分子引力、分子斥力與其間距離的變化有何不同? ?答案答案: :分子引力、分子斥力均隨距離的增大而減小分子引力、分子斥力均隨距離的增大而減小, ,隨距離的減小而增大隨距離的減小而增大, ,但斥力變化更快但斥力變化更快. .(2)(2)決定分子勢能變化的是什么力做功決定分子勢能變化的是什么力做功? ?變化關(guān)系如何變化關(guān)系如何? ?答案答案: :決定于分子力決定于分子力( (即分子引力、斥力的合力即分子引力、斥力的合力) )做功做功, ,分子力做正功時分分子力做正功時分子勢能減小子勢能減小, ,分子力做負(fù)功時分子勢

9、能增加分子力做負(fù)功時分子勢能增加. .解析解析: :rrrr0 0, ,分子力表現(xiàn)為引力分子力表現(xiàn)為引力,rr,rrrr0 0時時, ,分子力為引力分子力為引力,r,r越大越大, ,分分子勢能越大子勢能越大, ,若若r r的變化范圍為的變化范圍為r r0 0,則分子力先增大則分子力先增大, ,后減小后減小, ,若若r r增大增大范圍較小范圍較小, ,分子力可能逐漸增大分子力可能逐漸增大. .答案答案: :ADAD通關(guān)演練通關(guān)演練1.1.分子動理論分子動理論(2015(2015蘭州診斷蘭州診斷) )對于分子動理論和物體內(nèi)能的理解對于分子動理論和物體內(nèi)能的理解, ,下列說法正確的是下列說法正確的是

10、.A.A.在太空大課堂中處于完全失重狀態(tài)的水滴呈現(xiàn)球形在太空大課堂中處于完全失重狀態(tài)的水滴呈現(xiàn)球形, ,是由液體表面張是由液體表面張力引起的力引起的B.B.無論科學(xué)技術(shù)怎樣發(fā)展無論科學(xué)技術(shù)怎樣發(fā)展, ,熱量都不可能從低溫物體傳到高溫物體熱量都不可能從低溫物體傳到高溫物體C.C.高壓氣體的體積很難進(jìn)一步被壓縮高壓氣體的體積很難進(jìn)一步被壓縮, ,原因是高壓氣體分子間的作用力原因是高壓氣體分子間的作用力表現(xiàn)為斥力表現(xiàn)為斥力D.D.如果氣體分子總數(shù)不變?nèi)绻麣怏w分子總數(shù)不變, ,而氣體溫度升高而氣體溫度升高, ,則氣體分子的平均動能一則氣體分子的平均動能一定增大定增大, ,氣體壓強(qiáng)不一定增大氣體壓強(qiáng)不一

11、定增大E.E.當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時, ,分子勢能最小分子勢能最小解析解析: :太空中處于失重狀態(tài)的水滴由于液體的表面張力的作用而呈球形太空中處于失重狀態(tài)的水滴由于液體的表面張力的作用而呈球形, ,故故A A正確正確; ;熱量在引起其他變化時可以從低溫物體傳到高溫物體熱量在引起其他變化時可以從低溫物體傳到高溫物體, ,故故B B錯誤錯誤; ;高高壓氣體很難壓縮是由于氣體的壓強(qiáng)很大壓氣體很難壓縮是由于氣體的壓強(qiáng)很大, ,不是分子間作用力的原因不是分子間作用力的原因, ,故故C C錯錯誤誤; ;如果氣體分子總數(shù)不變?nèi)绻麣怏w分子總數(shù)不變, ,而氣體溫度升高而氣體溫度升高

12、, ,則氣體分子的平均動能一定則氣體分子的平均動能一定增大增大, ,但由于氣體體積變化未知但由于氣體體積變化未知, ,故氣體壓強(qiáng)不一定增大故氣體壓強(qiáng)不一定增大, ,故故D D正確正確; ;當(dāng)分子當(dāng)分子間距離為平衡距離時間距離為平衡距離時, ,即分子間的引力和斥力平衡時即分子間的引力和斥力平衡時, ,分子勢能最小分子勢能最小, ,故故E E正確正確. .答案答案: :ADEADE2.2.分子熱運(yùn)動及分子勢能分子熱運(yùn)動及分子勢能(2015(2015甘肅省蘭州市實(shí)踐考試甘肅省蘭州市實(shí)踐考試) )分子動理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱分子動理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱學(xué)性質(zhì)學(xué)性質(zhì), ,據(jù)此可判斷下列說法中

13、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小炭粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動, ,這反映了液這反映了液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性體分子運(yùn)動的無規(guī)則性B.B.隨著分子間距離的增大隨著分子間距離的增大, ,分子間的相互作用力先減小后增大分子間的相互作用力先減小后增大C.C.分子勢能隨著分子間距離的增大分子勢能隨著分子間距離的增大, ,可能先減小后增大可能先減小后增大D.D.在真空、高溫條件下在真空、高溫條件下, ,可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素E.E.分子熱運(yùn)動的結(jié)果總是朝著熵減小分子熱運(yùn)

14、動的結(jié)果總是朝著熵減小, ,即無序性增大的方向進(jìn)行即無序性增大的方向進(jìn)行解析解析: :墨水中的小炭粒的運(yùn)動是因?yàn)榇罅克肿訉λ淖矒糇饔昧Σ黄侥械男√苛５倪\(yùn)動是因?yàn)榇罅克肿訉λ淖矒糇饔昧Σ黄胶鈱?dǎo)致的衡導(dǎo)致的, ,并且沒有規(guī)則并且沒有規(guī)則, ,這反映了液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性這反映了液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性, ,故故A A正確正確; ;當(dāng)分子間距離為當(dāng)分子間距離為r r0 0時時, ,分子間作用力最小分子間作用力最小, ,所以當(dāng)分子間距離從大于所以當(dāng)分子間距離從大于r r0 0處處增大時增大時, ,分子力先增大后減小分子力先增大后減小,B,B選項(xiàng)中選項(xiàng)中, ,分子距離未知分子距離未知, ,故

15、故B B錯誤錯誤; ;當(dāng)分子當(dāng)分子間距離等于間距離等于r r0 0時時, ,分子間的勢能最小分子間的勢能最小, ,分子可以從距離小于分子可以從距離小于r r0 0處增大分子處增大分子之間距離之間距離, ,此時分子勢能先減小后增大此時分子勢能先減小后增大, ,故故C C正確正確; ;溫度越高溫度越高, ,分子無規(guī)則分子無規(guī)則運(yùn)動的劇烈程度越大運(yùn)動的劇烈程度越大, ,因此在真空、高溫條件下因此在真空、高溫條件下, ,可以利用分子擴(kuò)散向可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素半導(dǎo)體材料摻入其他元素, ,故故D D正確正確. .根據(jù)熱力學(xué)第二定律根據(jù)熱力學(xué)第二定律, ,分子熱運(yùn)動分子熱運(yùn)動的結(jié)果總是朝

16、著熵增大的結(jié)果總是朝著熵增大, ,即無序性增大的方向進(jìn)行即無序性增大的方向進(jìn)行, ,故故E E錯誤錯誤. .故選故選ACD.ACD.答案答案: :ACDACD答案答案: :(1)1(1)11010-9-9 m m(2)10 m(2)10 m2 2方法總結(jié)方法總結(jié) 處理分子熱運(yùn)動問題涉及的要點(diǎn)處理分子熱運(yùn)動問題涉及的要點(diǎn)(1)(1)解決估算類問題的三點(diǎn)注意解決估算類問題的三點(diǎn)注意固體、液體分子可認(rèn)為緊靠在一起固體、液體分子可認(rèn)為緊靠在一起, ,可看成球體或立方體可看成球體或立方體; ;氣體分子只氣體分子只能按立方體模型計(jì)算所占的空間能按立方體模型計(jì)算所占的空間. .狀態(tài)變化時分子數(shù)不變狀態(tài)變化時

17、分子數(shù)不變. .阿伏加德羅常數(shù)是宏觀與微觀的聯(lián)系橋梁阿伏加德羅常數(shù)是宏觀與微觀的聯(lián)系橋梁, ,計(jì)算時要注意抓住與其有計(jì)算時要注意抓住與其有關(guān)的三個量關(guān)的三個量: :摩爾質(zhì)量、摩爾體積和物質(zhì)的量摩爾質(zhì)量、摩爾體積和物質(zhì)的量. .考點(diǎn)二考點(diǎn)二氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用例題例題 (2015(2015山東理綜山東理綜) )扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象現(xiàn)象. .如圖如圖, ,截面積為截面積為S S的熱杯蓋扣在水平桌面上的熱杯蓋扣在水平桌面上, ,開始時內(nèi)部封閉氣體開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為的溫度為300 K,300 K,壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)壓強(qiáng)

18、為大氣壓強(qiáng)p p0 0. .當(dāng)封閉氣體溫度上升至當(dāng)封閉氣體溫度上升至303 K303 K時時, ,杯杯蓋恰好被整體頂起蓋恰好被整體頂起, ,放出少許氣體后又落回桌面放出少許氣體后又落回桌面, ,其內(nèi)部氣體壓強(qiáng)立刻其內(nèi)部氣體壓強(qiáng)立刻減為減為p p0 0, ,溫度仍為溫度仍為303 K.303 K.再經(jīng)過一段時間再經(jīng)過一段時間, ,內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300 K.300 K.整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體. .求求: :(1)(1)當(dāng)溫度上升到當(dāng)溫度上升到303 K303 K且尚未放氣時且尚未放氣時, ,封閉氣體的壓強(qiáng)封閉氣體的壓強(qiáng); ;審題突

19、破審題突破(2)(2)當(dāng)溫度恢復(fù)到當(dāng)溫度恢復(fù)到300 K300 K時時, ,豎直向上提起杯蓋所需的最小力豎直向上提起杯蓋所需的最小力. .以例說法以例說法 氣體實(shí)驗(yàn)定律應(yīng)用的一般思路氣體實(shí)驗(yàn)定律應(yīng)用的一般思路(1)(1)弄清題意弄清題意, ,確定研究對象確定研究對象. .一般地說一般地說, ,研究對象分兩類研究對象分兩類: :一類是熱學(xué)研一類是熱學(xué)研究對象究對象( (一定質(zhì)量的理想氣體一定質(zhì)量的理想氣體););另一類是力學(xué)研究對象另一類是力學(xué)研究對象( (汽缸、活塞或某汽缸、活塞或某系統(tǒng)系統(tǒng)).).(2)(2)分析題目所述的物理過程分析題目所述的物理過程, ,對熱學(xué)研究對象分清楚初、末狀態(tài)變化

20、過對熱學(xué)研究對象分清楚初、末狀態(tài)變化過程程, ,依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程; ;對力學(xué)研究對象要正確地進(jìn)行受力分析對力學(xué)研究對象要正確地進(jìn)行受力分析, ,依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程. .(3)(3)注意挖掘題目的隱含條件注意挖掘題目的隱含條件, ,如幾何關(guān)系等如幾何關(guān)系等, ,列出輔助方程列出輔助方程. .(4)(4)多個方程聯(lián)立求解多個方程聯(lián)立求解, ,對求解的結(jié)果注意檢驗(yàn)它們的合理性對求解的結(jié)果注意檢驗(yàn)它們的合理性. .題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練1.1.對氣體實(shí)驗(yàn)定律的考查對氣體實(shí)驗(yàn)定律的考查(2015(2015重慶理綜重慶理綜) )北方某地的冬天室外氣溫很低北方

21、某地的冬天室外氣溫很低, ,吹出的肥皂泡會很快凍結(jié)吹出的肥皂泡會很快凍結(jié). .若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為T T1 1, ,壓強(qiáng)為壓強(qiáng)為p p1 1, ,肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度降為降為T T2 2. .整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體, ,不計(jì)體積和質(zhì)量變化不計(jì)體積和質(zhì)量變化, ,大氣壓大氣壓強(qiáng)為強(qiáng)為p p0 0. .求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差. .解析解析: :設(shè)平衡后活塞向右移動的距離為設(shè)平衡后活塞向右移動的距離為x,x,平衡后平衡后B B中氣體壓強(qiáng)為中氣體壓強(qiáng)為p,p,活塞

22、移活塞移動前與平衡后的溫度相同動前與平衡后的溫度相同, ,則由玻意耳定律得則由玻意耳定律得: :對對A A部分氣體有部分氣體有p pA ALS=p(L+x)SLS=p(L+x)S對對B B部分氣體有部分氣體有p pB BLS=p(L-x)SLS=p(L-x)S代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得x=5 cmx=5 cmp=1.6p=1.610105 5 Pa Pa答案答案: :5 cm5 cm1.61.610105 5 Pa Pa解析解析: :(1)(1)初始位置初始位置, ,對活塞由平衡條件得對活塞由平衡條件得p p0 0S+mg=pS+mg=p1 1S S活塞向上移動活塞向上移動x=0.2 m

23、x=0.2 m時時, ,由于緩慢拉動活塞由于緩慢拉動活塞, ,則由平衡條件則由平衡條件得得p p0 0S+mg=pS+mg=p2 2S+FS+F整個過程溫度不變整個過程溫度不變, ,由玻意耳定律得由玻意耳定律得p p1 1l l1 1S=pS=p2 2(l(l1 1+x)S+x)S聯(lián)立解得聯(lián)立解得F=(pF=(p1 1-p-p2 2)S=40 N;)S=40 N;(2)(2)活塞向上移動到汽缸頂端時活塞向上移動到汽缸頂端時, ,由平衡條件得由平衡條件得p p0 0S+mg=pS+mg=p3 3S+FS+F整個過程溫度不變整個過程溫度不變, ,由玻意耳定律得由玻意耳定律得p p1 1l l1 1

24、S=pS=p3 3lSlS可解得可解得F=(pF=(p1 1-p-p3 3)S=60 N(m+M)g )S=60 N(m+M)g 故汽缸不會離開地面故汽缸不會離開地面. .答案答案: :(1)40 N(1)40 N(2)(2)見解析見解析考點(diǎn)三考點(diǎn)三氣體狀態(tài)變化與熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用氣體狀態(tài)變化與熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用典例典例 (2014(2014全國新課標(biāo)理綜全國新課標(biāo)理綜)一定量的理想氣體從狀態(tài)一定量的理想氣體從狀態(tài)a a開始開始, ,經(jīng)歷三個經(jīng)歷三個過程過程ab,bc,caab,bc,ca回到原狀態(tài)回到原狀態(tài), ,其其p-p-T T圖像如圖所示圖像如圖所示, ,下列判斷正確的是下列判斷正確

25、的是.A.A.過程過程abab中氣體一定吸熱中氣體一定吸熱B.B.過程過程bcbc中氣體既不吸熱也不放熱中氣體既不吸熱也不放熱C.C.過程過程caca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱D.a,bD.a,b和和c c三個狀態(tài)中三個狀態(tài)中, ,狀態(tài)狀態(tài)a a分子的平均動能最小分子的平均動能最小E.bE.b和和c c兩個狀態(tài)中兩個狀態(tài)中, ,容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同不同思路探究思路探究(1)(1)使物體內(nèi)能增加的方式有哪幾種使物體內(nèi)能增加的方式有哪幾種? ?答案答案: :做功和熱傳遞做功和熱

26、傳遞. .(2)(2)在氣體的在氣體的p-p-T T圖像中圖像中, ,若圖線平行于若圖線平行于p p軸軸, ,則氣體狀態(tài)發(fā)生怎樣的變化則氣體狀態(tài)發(fā)生怎樣的變化? ?答案答案: :氣體溫度不變即氣體發(fā)生等溫變化氣體溫度不變即氣體發(fā)生等溫變化. .答案答案: :ADEADE以例說法以例說法 理想氣體相關(guān)三量理想氣體相關(guān)三量U,W,QU,W,Q的分析思路的分析思路(1)(1)內(nèi)能變化量內(nèi)能變化量UU的分析思路的分析思路: :由氣體溫度變化分析氣體內(nèi)能變化由氣體溫度變化分析氣體內(nèi)能變化. .溫度升高溫度升高, ,內(nèi)能增加內(nèi)能增加; ;溫度降低溫度降低, ,內(nèi)內(nèi)能減少能減少. .由公式由公式U=W+QU

27、=W+Q分析內(nèi)能變化分析內(nèi)能變化. .(2)(2)做功情況做功情況W W的分析思路的分析思路: :由體積變化分析氣體做功情況由體積變化分析氣體做功情況. .體積膨脹體積膨脹, ,氣體對外界做功氣體對外界做功; ;體積被壓體積被壓縮縮, ,外界對氣體做功外界對氣體做功. .由公式由公式W=U-QW=U-Q分析氣體做功情況分析氣體做功情況. .(3)(3)氣體吸、放熱氣體吸、放熱Q Q的分析思路的分析思路: :一般由公式一般由公式Q=U-WQ=U-W分析氣體的吸、放熱分析氣體的吸、放熱情況情況. .題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練1.1.熱力學(xué)定律的理解和應(yīng)用熱力學(xué)定律的理解和應(yīng)用(2015(2015重慶理綜改編

28、重慶理綜改編) )某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時的某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時的, ,且且車胎體積增大車胎體積增大. .若這段時間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體若這段時間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體, ,那么那么.A.A.外界對胎內(nèi)氣體做功外界對胎內(nèi)氣體做功, ,氣體內(nèi)能減小氣體內(nèi)能減小B.B.外界對胎內(nèi)氣體做功外界對胎內(nèi)氣體做功, ,氣體內(nèi)能增大氣體內(nèi)能增大C.C.胎內(nèi)氣體對外界做功胎內(nèi)氣體對外界做功, ,內(nèi)能減小內(nèi)能減小D.D.胎內(nèi)氣體對外界做功胎內(nèi)氣體對外界做功, ,內(nèi)能增大內(nèi)能增大E.E.胎內(nèi)氣體密度減小胎內(nèi)氣體密度減小解析解析: :中午比清晨時溫度高中午比

29、清晨時溫度高, ,所以中午車胎內(nèi)氣體分子平均動能增大所以中午車胎內(nèi)氣體分子平均動能增大, ,理想理想氣體的內(nèi)能由分子動能決定氣體的內(nèi)能由分子動能決定, ,因此內(nèi)能增大因此內(nèi)能增大; ;車胎體積增大車胎體積增大, ,密度減小密度減小, ,則車則車胎內(nèi)氣體對外界做功胎內(nèi)氣體對外界做功,D,E,D,E項(xiàng)正確項(xiàng)正確. .答案答案: :DEDE2.2.氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)定律的結(jié)合氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)定律的結(jié)合(2015(2015黑龍江省哈師大附中等三校二檢黑龍江省哈師大附中等三校二檢) )現(xiàn)有如圖所示的裝置現(xiàn)有如圖所示的裝置, ,一導(dǎo)熱一導(dǎo)熱良好的汽缸豎直放置良好的汽缸豎直放置, ,用活塞封閉著一定質(zhì)

30、量的理想氣體用活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體. .將汽缸放入將汽缸放入盛有水的容器中盛有水的容器中, ,采用水浴法加熱采用水浴法加熱. .水浴法的優(yōu)點(diǎn)是使物體受熱均勻水浴法的優(yōu)點(diǎn)是使物體受熱均勻, ,若緩慢加熱水若緩慢加熱水, ,可使被加熱的物體溫度始終保持與水的溫度相等可使被加熱的物體溫度始終保持與水的溫度相等. .活塞活塞的質(zhì)量為的質(zhì)量為M,M,橫截面積為橫截面積為S,S,與汽缸底部相距與汽缸底部相距h.h.現(xiàn)對容器緩慢加熱現(xiàn)對容器緩慢加熱, ,活塞活塞將緩慢向上移動將緩慢向上移動, ,當(dāng)氣體吸收熱量當(dāng)氣體吸收熱量Q Q時時, ,活塞上升高度為活塞上升高度為h.h.已知大氣壓已知大氣壓強(qiáng)為強(qiáng)

31、為p p0 0, ,重力加速度為重力加速度為g,g,不計(jì)活塞與汽缸的摩擦不計(jì)活塞與汽缸的摩擦, ,求求: :(1)(1)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng); ;(2)(2)加熱過程中氣體的內(nèi)能增加了多少加熱過程中氣體的內(nèi)能增加了多少; ;(3)(3)若在活塞上升若在活塞上升h h時停止對容器加熱時停止對容器加熱, ,并保持水的溫度不變并保持水的溫度不變, ,同時在活塞同時在活塞上緩慢添加沙粒上緩慢添加沙粒, ,直到活塞恰好回到原來的位置直到活塞恰好回到原來的位置,(,(圖中未畫出沙粒圖中未畫出沙粒) )求所求所添加沙粒的質(zhì)量添加沙粒的質(zhì)量. .3.3.氣體狀態(tài)變化圖像與熱力學(xué)定律的結(jié)合氣體狀態(tài)變

32、化圖像與熱力學(xué)定律的結(jié)合在如圖所示的坐標(biāo)系中在如圖所示的坐標(biāo)系中, ,一定質(zhì)量的某種理想氣體先后發(fā)生以下兩種狀態(tài)變一定質(zhì)量的某種理想氣體先后發(fā)生以下兩種狀態(tài)變化過程化過程. .第一種變化是從狀態(tài)第一種變化是從狀態(tài)A A到狀態(tài)到狀態(tài)B,B,外界對該氣體做功為外界對該氣體做功為6 J;6 J;第二種變化第二種變化是從狀態(tài)是從狀態(tài)A A到狀態(tài)到狀態(tài)C,C,該氣體從外界吸收的熱量為該氣體從外界吸收的熱量為9 J.9 J.圖線圖線ACAC的反向延長線通的反向延長線通過坐標(biāo)原點(diǎn)過坐標(biāo)原點(diǎn)O,B,CO,B,C兩狀態(tài)的溫度相同兩狀態(tài)的溫度相同, ,理想氣體的分子勢能為零理想氣體的分子勢能為零. .求求: :(

33、1)(1)從狀態(tài)從狀態(tài)A A到狀態(tài)到狀態(tài)C C的過程的過程, ,該氣體對外界做的功該氣體對外界做的功W W1 1和其內(nèi)能的增量和其內(nèi)能的增量UU1 1. .(2)(2)從狀態(tài)從狀態(tài)A A到狀態(tài)到狀態(tài)B B的過程的過程, ,該氣體內(nèi)能的增量該氣體內(nèi)能的增量UU2 2及其從外界吸收的熱量及其從外界吸收的熱量Q Q2 2. .解析解析: :(1)(1)從狀態(tài)從狀態(tài)A A到狀態(tài)到狀態(tài)C C的過程的過程, ,氣體發(fā)生等容變化氣體發(fā)生等容變化該氣體對外界做的功該氣體對外界做的功W W1 1=0=0根據(jù)熱力學(xué)第一定律有根據(jù)熱力學(xué)第一定律有UU1 1=W=W1 1+Q+Q1 1內(nèi)能的增量內(nèi)能的增量UU1 1=Q=Q1 1=9 J.=9 J.(2)(2)從狀態(tài)從狀態(tài)A A到狀態(tài)到狀態(tài)B B的過程的過程, ,體積減小體積減小, ,溫度升高溫度升高該氣體內(nèi)能的增量該氣體內(nèi)能的增量UU2 2=U=U1 1=9 J=9 J根據(jù)熱力學(xué)第一定律有根據(jù)熱力學(xué)第一定律有UU2 2=W=W2 2+Q+Q2 2從外界吸收的熱量從外界吸收的熱量Q Q2 2=U=U2 2-W-W2 2=3 J.=3 J.答案答案: :(1)0(1)09 J9 J(2)9 J(2)9 J3 J3 J