2019版高考物理總復(fù)習(xí) 專題十四 熱學(xué)課件.ppt

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1、專題十四熱學(xué),【高考幫物理】：專題十四熱學(xué),考情精解讀,A.考點幫知識全通關(guān),目錄CONTENTS,考綱要求,命題規(guī)律,命題分析預(yù)測,考點1分子動理論、內(nèi)能,考點2固體、液體和氣體,考點3熱力學(xué)定律與能量守恒定律,,方法1微觀量的求解方法,方法2物體內(nèi)能的求解方法,方法3氣體壓強(qiáng)的計算方法,B.方法幫題型全突破,C.考法幫考向全掃描,考向1分子動理論,考向2氣體、固體、液體的性質(zhì),考向3熱力學(xué)定律,物理專題十四：熱學(xué),方法4氣體變質(zhì)量問題的求解方法,方法5氣體實驗定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用方法,方法6熱力學(xué)定律與氣體實驗定律綜合應(yīng)用問題的求解方法,考情精解讀,考綱要求命題規(guī)律命題分析預(yù)測,物理專題十

2、四：熱學(xué),1.分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù)2.阿伏加德羅常數(shù)3.氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布4.溫度、內(nèi)能5.固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體6.液晶的微觀結(jié)構(gòu)7.液體的表面張力現(xiàn)象8.氣體實驗定律9.理想氣體10.飽和蒸氣、未飽和蒸氣、飽和蒸氣壓11.相對濕度12.熱力學(xué)第一定律13.能量守恒定律14.熱力學(xué)第二定律15.單位制16.實驗:用油膜法估測分子的大小,,考綱要求,,命題規(guī)律,本專題中分子動理論和熱力學(xué)定律及氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用仍是高考命題的熱點,題型以選擇題和計算題為主,,命題分析預(yù)測,A.考點幫知識全通關(guān),考點1分子動理論、內(nèi)能考點2固體、液體和氣體考點3熱力學(xué)定律與能量守恒定律,物

3、理專題十四：熱學(xué),1.分子動理論(1)物體是由大量分子組成的分子直徑的數(shù)量級是10-10m,可以用油膜法測量分子的大小.阿伏加德羅常數(shù)即1mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù),NA=6.021023mol-1.(2)分子在做永不停息的無規(guī)則運動擴(kuò)散現(xiàn)象a.定義:不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象.b.實質(zhì):不是外界作用引起的,也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,而是由自身物質(zhì)分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的.c.特點:溫度越高,擴(kuò)散越快,氣體、固體、液體都可以擴(kuò)散,氣體和液體擴(kuò)散較快,固體擴(kuò)散較慢.,,,考點1分子動理論、內(nèi)能,布朗運動與分子熱運動的比較,,物理專題十四：熱學(xué),(3)分子間的相互作用力分子間同時存在引力和斥力,均

4、隨分子間的距離增大而減小,但斥力比引力減小得更快.分子力是分子間引力和斥力的合力.,2.內(nèi)能(1)溫度:一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度.(2)兩種溫標(biāo):攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)(關(guān)系:T=t+273.15K).(3)分子動能分子動能是分子熱運動所具有的動能.平均動能是所有分子熱運動的動能的平均值,溫度是分子熱運動的平均動能的標(biāo)志.物體所含分子的總動能由兩個因素決定:分子的平均動能(即物體的溫度)和物體所含分子的數(shù)目.(4)分子勢能定義:由于分子間存在著分子力,所以分子組成的系統(tǒng)具有由分子間的相對位置決定的分子勢能.分子勢能的決定因素微觀上決定于分子間距離;宏觀上與物體的體積有關(guān).,物理專題十

5、四：熱學(xué),(5)內(nèi)能物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能,內(nèi)能是狀態(tài)量.對于給定的物體,其內(nèi)能大小與物體的溫度和體積有關(guān).物體的內(nèi)能與物體的位置高低、速度大小無關(guān).決定內(nèi)能的因素微觀上:分子平均動能、分子勢能、分子個數(shù).宏觀上:溫度、體積、物質(zhì)的量(摩爾數(shù)).,物理專題十四：熱學(xué),,,考點2固體、液體和氣體,1.固體,2.液體(1)液體的表面張力概念:作用在液體表面上的并使液體具有收縮趨勢的一種力.作用:如果在液體表面任意畫一條線,線兩側(cè)的液體之間的作用力是引力,它的作用是使液體表面繃緊.方向:表面張力跟液面相切,且跟這部分液面的分界線垂直.大小:液體的溫度越高,表面張力越

6、小;液體中溶有雜質(zhì)時,表面張力變小;液體的密度越大,表面張力越大.(2)毛細(xì)現(xiàn)象:浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象,以及不浸潤液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象,稱為毛細(xì)現(xiàn)象.(3)液晶:液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似,具有各向異性,又像液體一樣具有流動性.3.氣體(1)飽和汽與未飽和汽,物理專題十四：熱學(xué),,物理專題十四：熱學(xué),分子很小,間距很大,除碰撞外不受力.向各個方向運動的氣體分子數(shù)目都相等.分子做無規(guī)則運動,大量分子的速率按“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布.溫度一定時,某種氣體分子的速率分布是確定的,溫度升高時,速率小的分子數(shù)減少,速率大的分子數(shù)增多,分子的平均速率增大,但不是每個分子的速率都增大.(2)氣

7、體的狀態(tài)參量:壓強(qiáng)、溫度、體積氣體壓強(qiáng)的微觀意義:大量氣體分子無規(guī)則運動碰撞器壁,形成對器壁各處均勻而持續(xù)的壓力.氣體壓強(qiáng)在數(shù)值上等于作用在單位面積上的壓力.氣體的溫度意義:宏觀上溫度表示物體的冷熱程度,微觀上溫度是分子平均動能的標(biāo)志.氣體的體積:氣體體積為氣體分子所能達(dá)到的空間的體積,即氣體充滿容器的容積.國際單位:立方米,符號:m3,常用單位:升(L)、毫升(mL).,物理專題十四：熱學(xué),,物理專題十四：熱學(xué),,,考點3熱力學(xué)定律與能量守恒定律,1.熱力學(xué)第一定律(1)改變物體內(nèi)能的兩種方式:做功和熱傳遞.(2)內(nèi)容:一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和.(

8、3)表達(dá)式:U=Q+W,物體吸收熱量時Q為正,反之為負(fù),外界對物體做功W為正,反之為負(fù).(4)第一類永動機(jī):不消耗任何能量,卻源源不斷地對外做功的機(jī)器.違背能量守恒定律,因此不可能實現(xiàn).2.熱力學(xué)第二定律(1)熱力學(xué)第二定律的三種表述克勞修斯表述:熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體.開爾文表述:不可能從單一熱源吸收熱量,使之完全變成功,而不產(chǎn)生其他影響.或表述為“第二類永動機(jī)是不可能制成的.”熵增加原理(用熵的概念表示熱力學(xué)第二定律):在任何自然過程中,一個,孤立系統(tǒng)的總熵不會減小.(2)熱力學(xué)第二定律的微觀意義一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進(jìn)行.(3)第二類永動機(jī):從單一

9、熱源吸收熱量并把它全部用來對外做功,而不引起其他變化的機(jī)器.第二類永動機(jī)違背熱力學(xué)第二定律,不可能實現(xiàn).3.能量守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變.,物理專題十四：熱學(xué),B.方法幫題型全突破,方法1微觀量的求解方法方法2物體內(nèi)能的求解方法方法3氣體壓強(qiáng)的計算方法方法4氣體變質(zhì)量問題的求解方法方法5氣體實驗定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用方法方法6熱力學(xué)定律與氣體實驗定律綜合應(yīng)用問題的求解方法,物理專題十四：熱學(xué),,,方法1微觀量的求解方法,,,,方法1微觀量的求解方法,,,,方法1微觀量的求解方法,,,

10、,物理專題十四：熱學(xué),題型2油膜法測分子直徑考法示例2在“用單分子油膜法估測分子大小”實驗中,(1)某同學(xué)操作步驟如下:取一定量的無水酒精和油酸,制成一定濃度的油酸酒精溶液;在量筒中滴入一滴該溶液,測出它的體積;在“淺盤”內(nèi)盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散開穩(wěn)定;在“淺盤”上覆蓋透明玻璃,描出油膜形狀,用透明方格紙測量油膜的面積.改正其中的錯誤:.(2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%,一滴溶液的體積為4.810-3mL,其形成的油膜面積為40cm2,則估測出油酸分子的直徑為m.,,物理專題十四：熱學(xué),,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,方法2物體內(nèi)能的求解方法,方

11、法解讀：1.判斷分子勢能變化的兩種方法(1)根據(jù)分子力做功判斷.分子力做正功,分子勢能減小;分子力做負(fù)功,分子勢能增加.(2)利用分子勢能與分子間距的關(guān)系圖線判斷.如圖所示.但要注意此圖線和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線形狀雖然相似,但意義不同,不要混淆.,,,方法1勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用方法,2.分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系,方法2物體內(nèi)能的求解方法,,,方法1勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用方法,3.分析物體的內(nèi)能問題時應(yīng)當(dāng)明確的幾點(1)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的,不存在某個分子的內(nèi)能的說法.(2)決定內(nèi)能大小的因素有溫度、體積和分子數(shù),另外內(nèi)能大小還與物態(tài)有關(guān)系.(3)通過做功或熱傳遞

12、可以改變物體的內(nèi)能.(4)溫度是分子平均動能的標(biāo)志,溫度相同的任何物體,分子的平均動能相同.,方法2物體內(nèi)能的求解方法,題型3分子力、分子勢能和距離的關(guān)系考法示例3如圖所示,用F表示兩分子間的作用力,用Ep表示分子間的分子勢能,在兩個分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過程中A.F不斷增大,Ep不斷減小B.F先增大后減小,Ep不斷減小C.F不斷增大,Ep先增大后減小D.F、Ep都是先增大后減小,,物理專題十四：熱學(xué),解析由題圖可知分子間距離由10r0減小到r0的過程中,分子力表現(xiàn)為引力,先增大后減小,而分子勢能一直減小,因此B選項正確,A、C、D選項錯誤.答案B,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題

13、十四：熱學(xué),題型4判斷物體內(nèi)能的變化考法示例4多選關(guān)于物體的內(nèi)能,以下說法中正確的是A.物體吸收熱量,內(nèi)能一定增大B.物體放出熱量,同時對外做功,內(nèi)能一定減少C.物體體積改變,內(nèi)能可能不變D.質(zhì)量相同的0水的內(nèi)能比0冰的內(nèi)能大解析改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞,物體吸收熱量,而做功情況未知,內(nèi)能變化不確定,A選項錯誤.由U=W+Q,物體對外做功W取負(fù),外界對物體做功W取正,物體吸熱Q取正,放熱Q取負(fù);U為正時,物體內(nèi)能增加,U為負(fù)時,物體內(nèi)能減少,B選項正確.當(dāng)物體的體積改變時,就有做功情況存在,但熱傳遞情況不確定,所以內(nèi)能可能不變,C選項正確.質(zhì)量相同的0水的分子勢能比0冰的分子勢能大,分

14、子動能一樣,所以水的內(nèi)能大,D選項正確.答案BCD,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,方法3氣體壓強(qiáng)的計算方法,方法解讀：1.氣體壓強(qiáng)的決定因素(1)宏觀上:決定于氣體的溫度和體積.(2)微觀上:決定于分子的平均動能和分子數(shù)密度.2.氣體壓強(qiáng)的計算(1)在氣體流通的區(qū)域,各處壓強(qiáng)相等,如容器與外界相通,容器內(nèi)外壓強(qiáng)相等;用細(xì)管相連的容器,平衡時兩邊氣體壓強(qiáng)相等.(2)液體內(nèi)深為h處的總壓強(qiáng)p=p0+gh,式中的p0為液面上方的壓強(qiáng).(3)連通器內(nèi)靜止的液體,同種液體在同一水平面上各處壓強(qiáng)相等.(4)當(dāng)封閉氣體所在的系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡狀態(tài)時,欲求封閉氣體的壓強(qiáng),首先選擇恰當(dāng)?shù)膶ο?

15、如與氣體關(guān)聯(lián)的液柱、活塞等),并對其進(jìn)行正確的受力分析(特別注意內(nèi)、外氣體的壓力),然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求解.,題型5液柱平衡時的氣體壓強(qiáng)問題考法示例5若已知大氣壓強(qiáng)為p0,圖甲、乙、丙、丁所示的各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài),液體密度均為,求被封閉氣體的壓強(qiáng).,,物理專題十四：熱學(xué),,,物理專題十四：熱學(xué),,,物理專題十四：熱學(xué),,,物理專題十四：熱學(xué),,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,方法4氣體變質(zhì)量問題的求解方法,方法解讀：分析氣體變質(zhì)量問題時,可以通過巧妙地選擇合適的研究對象,使變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為氣體質(zhì)量一定的問題,然后利用理想氣體狀態(tài)方程求解.1.充氣問題設(shè)想將充進(jìn)容器內(nèi)的

16、氣體用一個無形的彈性口袋收集起來,那么,當(dāng)我們?nèi)∪萜骱涂诖鼉?nèi)的全部氣體為研究對象時,這些氣體的狀態(tài)不管怎樣變化,其質(zhì)量總是不變的.這樣,我們就將變質(zhì)量的問題轉(zhuǎn)化成質(zhì)量一定的問題了.2.抽氣問題在用抽氣筒對容器抽氣的過程中,對每一次抽氣而言,氣體質(zhì)量發(fā)生變化,解決該類變質(zhì)量問題的方法與充氣問題類似:假設(shè)把每次抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態(tài)中,即用等效法把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為恒定質(zhì)量的問題.3.灌氣問題將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問題也是一種典型的變質(zhì)量,,,方法4氣體變質(zhì)量問題的求解方法,問題,分析這類問題時,可以把大容器中的氣體和多個小容器中的氣體作為一個整體來進(jìn)行研究,即可將變質(zhì)

17、量問題轉(zhuǎn)化為質(zhì)量一定的問題.4.漏氣問題容器漏氣過程中容器內(nèi)的氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化,屬于變質(zhì)量問題,不能直接用理想氣體狀態(tài)方程求解.如果選容器內(nèi)原有氣體為研究對象,便可使問題變成質(zhì)量一定的氣體狀態(tài)變化問題,這時可用理想氣體狀態(tài)方程求解.,題型8充氣問題考法示例8一個籃球的容積是2.5L,用打氣筒給籃球打氣時,每次把105Pa的空氣打進(jìn)去125cm3.如果在打氣前籃球內(nèi)的空氣壓強(qiáng)也是105Pa,那么打30次以后籃球內(nèi)的空氣壓強(qiáng)是多少?(設(shè)打氣過程中氣體溫度不變)思路分析若每次將V體積、相等質(zhì)量、壓強(qiáng)為p0的空氣打到容積為V0的球中,則打n次氣后共打入壓強(qiáng)為p0的空氣的總體積為nV;以打入的nV

18、體積的空氣和原先球內(nèi)的空氣這個整體為研究對象進(jìn)行分析.,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),題型9抽氣問題考法示例9用容積為V的活塞式抽氣機(jī)對容積為V0的容器中的氣體抽氣,如圖所示.設(shè)容器中原來的氣體壓強(qiáng)為p0,抽氣過程中氣體溫度不變.求抽氣機(jī)的活塞抽氣n次后,容器中剩余氣體的壓強(qiáng)pn為多少?,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),題型10灌氣問題考法示例10某容積為20L的氧氣瓶裝有30atm的氧氣,現(xiàn)把氧氣分裝到容積為5L的小鋼瓶中,使每個小鋼瓶中氧氣的壓強(qiáng)為5atm,若每個小鋼瓶中原

19、有氧氣壓強(qiáng)為1atm,問能分裝多少瓶?(設(shè)分裝過程中無漏氣,且溫度不變)解析設(shè)最多能分裝n個小鋼瓶,并選取氧氣瓶中的氧氣和n個小鋼瓶中的氧氣整體為研究對象.因為分裝過程中溫度不變,故遵循玻意耳定律.分裝前整體的狀態(tài):p1=30atm,V1=20L;p2=1atm,V2=5nL分裝后整體的狀態(tài):p1=5atm,V1=20L;p2=5atm,V2=5nL根據(jù)玻意耳定律,有p1V1+p2V2=p1V1+p2V2代入數(shù)據(jù)解得n=25(瓶).,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),答案25特別提醒分裝后,氧氣瓶中剩余氧氣的壓強(qiáng)p1應(yīng)大于或等于小鋼瓶中氧氣應(yīng)達(dá)到的壓強(qiáng)p2,即p1p2,但通常取p1=

20、p2.千萬不能認(rèn)為p1=0,因為通常情況下不可能將氧氣瓶中的氧氣全部灌入小鋼瓶中.,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),題型11漏氣問題考法示例11某個容器的容積是10L,所裝氣體的壓強(qiáng)是2.0106Pa.如果溫度保持不變,把容器的開關(guān)打開以后,容器里剩下的氣體是原來的百分之幾?(設(shè)大氣壓是1.0105Pa),,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,方法5氣體實驗定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用方法,方法解讀：1.氣體實驗定律的比較,,,方法5氣體實驗定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用方法,,題型12氣體狀態(tài)變化的圖象問題考法示例12如圖甲所示是一定質(zhì)量的氣

21、體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V-T圖象.已知氣體在狀態(tài)A時的壓強(qiáng)是1.5105Pa.(1)寫出AB過程中壓強(qiáng)變化的情形,并根據(jù)圖象提供的信息,計算圖甲中TA的溫度值.(2)請在圖乙坐標(biāo)系中,作出該氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p-T圖象,并在圖線相應(yīng)的位置上標(biāo)出字母A、B、C.如果需要計算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值,請寫出計算過程.,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),特別提醒應(yīng)用氣體狀態(tài)變化圖象時要注意以下兩點.1.明確點、線的物理意義:求解氣體狀態(tài)變化的圖象問題,應(yīng)當(dāng)明確圖象上的點表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個平衡狀態(tài),它對應(yīng)著三個狀態(tài)參

22、量;圖象上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個過程.2.明確斜率的物理意義:在V-T圖象(或p-T圖象)中,比較兩個狀態(tài)的壓強(qiáng)(或體積)大小,可以通過比較這兩個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小,判斷兩個狀態(tài)的壓強(qiáng)(或體積)的大小.,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,方法6熱力學(xué)定律與氣體實驗定律綜合應(yīng)用問題的求解方法,方法解讀：1.判定物體內(nèi)能變化的方法(1)內(nèi)能的變化都要用熱力學(xué)第一定律進(jìn)行綜合分析;(2)做功情況要看氣體體積

23、的變化情況:體積增大,氣體對外做功,W為負(fù);體積縮小,外界對氣體做功,W為正;(3)與外界絕熱,則不發(fā)生熱傳遞,此時Q=0;(4)如果研究對象是理想氣體,則由于理想氣體沒有分子勢能,所以氣體內(nèi)能的變化主要體現(xiàn)在分子動能的變化上,從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化.2.對熱力學(xué)第二定律的理解(1)在熱力學(xué)第二定律的表述中,“自發(fā)地”“不產(chǎn)生其他影響”的含義:“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性,不需要借助外界提供能量的幫助;“不產(chǎn)生其他影響”的含義是指發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成,對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響,如吸熱、放熱、做功等.,,,方法6熱力學(xué)定律與氣體實驗定律綜合應(yīng)用問題

24、的求解方法,(2)熱力學(xué)第二定律的實質(zhì):熱力學(xué)第二定律的每一種表述,都揭示了一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性,即一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的.3.氣體實驗定律與熱力學(xué)第一定律的綜合解題技巧,題型14對熱力學(xué)第一定律的理解考法示例14多選對于一定量的理想氣體,下列說法正確的是A.若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變,其內(nèi)能也一定不變B.若氣體的內(nèi)能不變,其狀態(tài)也一定不變C.若氣體的溫度隨時間不斷升高,其壓強(qiáng)也一定不斷增大D.氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)E.當(dāng)氣體溫度升高時,氣體的內(nèi)能一定增大,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),解析理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定

25、,溫度升高,內(nèi)能增大,選項E正確.若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變,由理想氣體狀態(tài)方程可知溫度T也不變,所以內(nèi)能也一定不變,選項A正確.若氣體的內(nèi)能不變,則溫度T不變,但氣體的壓強(qiáng)和體積可以改變,選項B錯誤.若氣體的溫度升高,體積增大,其壓強(qiáng)可以不變,選項C錯誤.由熱力學(xué)第一定律U=Q+W知Q=U-W,即除U之外,Q還與W有關(guān),選項D正確.答案ADE,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),題型15熱力學(xué)第一定律與氣體實驗定律綜合問題考法示例15一定質(zhì)量理想氣體的p-V圖象如圖所示,其中ab為等容過程,bc為等壓過程,ca為等溫過程,已知氣體在狀態(tài)a時的溫度Ta=300K,在狀態(tài)b時的體積Vb=2

26、2.4L.求:(1)氣體在狀態(tài)c時的體積Vc;(2)試比較氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c過程從外界吸收的熱量Q與對外做功W的大小關(guān)系,并簡要說明理由.,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),特別提醒氣體實驗定律與熱力學(xué)第一定律的綜合問題的處理方法(1)氣體實驗定律的研究對象是一定質(zhì)量的理想氣體.(2)解決具體問題時,分清氣體的變化過程是求解問題的關(guān)鍵,根據(jù)不同的變化,先找出與之相關(guān)的氣體狀態(tài)參量,再利用相關(guān)規(guī)律求解.(3)對理想氣體,只要體積變化,外界對氣體(或氣體對外界)就要做功,W=pV;只要溫度發(fā)生變化,其內(nèi)能就要發(fā)生變化.(4)結(jié)合熱力學(xué)第一定

27、律U=W+Q求解.,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),考法示例16如圖所示,一圓柱形容器豎直放置,通過活塞封閉著攝氏溫度為t的理想氣體.活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h.現(xiàn)通過電熱絲給氣體加熱一段時間,結(jié)果活塞緩慢上升了h,若這段時間內(nèi)氣體吸收的熱量為Q,已知大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g,不計器壁向外散失的熱量及活塞與器壁間的摩擦,求:(1)氣體的壓強(qiáng);(2)這段時間內(nèi)氣體的內(nèi)能增加了多少?(3)這段時間內(nèi)氣體的溫度升高了多少?,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),,,數(shù)學(xué)第四章：三角函數(shù),物理專題十四：熱學(xué),C.考法幫考向全掃描,考向1分子動理論考向2氣體、

28、固體、液體的性質(zhì)考向3熱力學(xué)定律,物理專題十四：熱學(xué),本專題內(nèi)容在高考中作為選考內(nèi)容出現(xiàn),主要考查學(xué)生對分子動理論和固體、氣體、液體性質(zhì)的理解,氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用,熱力學(xué)定律以及熱力學(xué)定律和氣體實驗定律的綜合應(yīng)用;整個專題知識相對較少,綜合程度不是很高,從近幾年高考題目來看整體題目難度不大,得分率較高.,,,考情揭秘,命題透視:分子動理論中主要考查布朗運動、擴(kuò)散現(xiàn)象和分子熱運動的區(qū)別和聯(lián)系;分子力隨分子間距的變化規(guī)律;分子動能和分子勢能的決定因素等.,,,考向1分子動理論,示例17布朗運動2017江蘇高考,12A(2),4分圖甲和圖乙是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動

29、位置連線的圖片,記錄炭粒位置的時間間隔均為30s,兩方格紙每格表示的長度相同.比較兩張圖片可知:若水溫相同,(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大;若炭粒大小相同,(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運動較劇烈.,,,考向1分子動理論,命題立意本題主要考查布朗運動,布朗運動與懸浮在液體中顆粒的大小及液體的溫度有關(guān).解析影響布朗運動快慢的因素有兩個,即懸浮顆粒的大小和液體溫度,顆粒越小布朗運動越明顯,液體溫度越高布朗運動越明顯,從題圖可以看出,乙中炭粒的布朗運動明顯,因此溫度相同時,甲中炭粒的顆粒大;顆粒相同時,乙中水的溫度高,水分子的熱運動較劇烈.答案甲乙,,,考向1分子動理論,示例18分子熱運

30、動2017北京高考,13,6分以下關(guān)于熱運動的說法正確的是A.水流速度越大,水分子的熱運動越劇烈B.水凝結(jié)成冰后,水分子的熱運動停止C.水的溫度越高,水分子的熱運動越劇烈D.水的溫度升高,每一個水分子的運動速率都會增大,,,考向1分子動理論,命題立意考查溫度是分子平均動能的標(biāo)志,但單個分子做無規(guī)則運動,單個分子在高溫時速率可能較小.解析水流的速度是機(jī)械運動的速度,不同于水分子無規(guī)則熱運動的速度,A項錯誤;分子永不停息地做無規(guī)則運動,B項錯誤;溫度是分子平均動能的標(biāo)志,溫度越高,分子的熱運動越劇烈,C項正確;水的溫度升高,水分子的平均動能增大,即水分子的平均運動速率增大,但不是每一個水分子的運動

31、速率都增大,D項錯誤.答案C,,,考向1分子動理論,示例19擴(kuò)散現(xiàn)象2015全國卷,33(1),5分多選關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象,下列說法正確的是A.溫度越高,擴(kuò)散進(jìn)行得越快B.擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C.擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的D.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由液體的對流形成的,,,考向1分子動理論,命題立意本題考查學(xué)生對擴(kuò)散現(xiàn)象的理解.解析溫度越高,分子的熱運動越劇烈,擴(kuò)散進(jìn)行得越快,選項A、C正確;擴(kuò)散現(xiàn)象是一種物理現(xiàn)象,不是化學(xué)反應(yīng),選項B錯誤;擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生,選項D正確;液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由液體分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的,選項

32、E錯誤.答案ACD,,,考向1分子動理論,示例20氣體分子速度的分布的統(tǒng)計規(guī)律2017全國卷,33(1),5分多選氧氣分子在0和100溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示.下列說法正確的是A.圖中兩條曲線下面積相等B.圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形C.圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100時的情形D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E.與0時相比,100時氧氣分子速率出現(xiàn)在0400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大,,,考向1分子動理論,命題立意本題考查學(xué)生對氣體分子單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化曲

33、線的理解.解析根據(jù)氣體分子單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化曲線的意義可知,題圖中兩條曲線下面積相等,選項A正確;題圖中虛線占百分比較大的分子速率較小,所以對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形,選項B正確;題圖中實線占百分比較大的分子速率較大,分子平均動能較大,根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)志,可知實線對應(yīng)于氧氣分子在100時的情形,選項C正確;根據(jù)分子速率分布圖可知,題圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目占總分子數(shù)的百分比,不能得出任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目,選項D錯誤;由分子速率分布圖可知,與0時相比,100時氧氣分子速率出現(xiàn)在0400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百

34、分比較小,選項E錯誤.答案ABC,,,考向1分子動理論,命題透視:本部分內(nèi)容在高考中主要考查學(xué)生對氣體、固體和液體性質(zhì)的理解以及氣體實驗定律的應(yīng)用,其中氣體實驗定律的應(yīng)用是熱點也是難點,在高考中幾乎每年都會以計算題的形式出現(xiàn),務(wù)必重點關(guān)注.,,,考向2氣體、固體、液體的性質(zhì),示例21固體的性質(zhì)2015全國卷,33(1),5分多選下列說法正確的是A.將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒是非晶體B.固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)C.由同種元素構(gòu)成的固體,可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D.在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w

35、E.在熔化過程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,內(nèi)能也保持不變,,,考向2氣體、固體、液體的性質(zhì),命題立意本題考查晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及晶體與非晶體的區(qū)別和聯(lián)系.解析晶體,無論體積大小,都是晶體.將一塊晶體敲碎后,得到的顆粒仍然是晶體,選項A錯誤;晶體由于空間點陣結(jié)構(gòu)的不同,在不同的方向上有不同的光學(xué)性質(zhì),選項B正確;由同種元素構(gòu)成的固體,例如碳元素,由于原子排列方式不同,可能構(gòu)成石墨,也可能構(gòu)成金剛石,選項C正確;在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變成非晶體,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w,例如天然水晶是晶體,熔化后再凝固成石英玻璃就是非晶體,選項D正確;在熔化過程中,晶體吸收熱量,但是溫度保持不變

36、,只是分子平均動能保持不變,而分子勢能要增加,內(nèi)能要增加,選項E錯誤.答案BCD,,,考向2氣體、固體、液體的性質(zhì),示例22氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程2017全國卷,33(2),10分如圖,容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通,閥門K2位于細(xì)管的中部,A、B的頂部各有一閥門K1、K3;B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略).初始時,三個閥門均打開,活塞在B的底部;關(guān)閉K2、K3,通過K1給汽缸充氣,使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1.已知室溫為27,汽缸導(dǎo)熱.(i)打開K2,求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng);(ii)接著打開K3,求穩(wěn)定時活塞的位置;(ii

37、i)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20,求此時活塞下方氣體的壓強(qiáng).,,,考向2氣體、固體、液體的性質(zhì),,,,考向2氣體、固體、液體的性質(zhì),,,,考向2氣體、固體、液體的性質(zhì),示例23氣體狀態(tài)變化的圖象問題2016全國卷,33(1),5分多選一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài),其p-T圖象如圖所示,其中對角線ac的延長線過原點O.下列判斷正確的是A.氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B.氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能C.在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D.在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功E.在過程bc中

38、外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功,,,考向2氣體、固體、液體的性質(zhì),,,,考向2氣體、固體、液體的性質(zhì),命題透視:本部分主要考查學(xué)生對熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律的理解,以及熱力學(xué)第一定律和氣體實驗定律以及理想氣體狀態(tài)方程的綜合應(yīng)用;本部分中熱力學(xué)第二定律的理解是難點,熱力學(xué)第一定律和氣體實驗定律的綜合應(yīng)用問題既是熱點也是難點.,,,考向3熱力學(xué)定律,示例24布朗運動2016全國卷,33(1),5分多選關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說法正確的是A.氣體吸熱后溫度一定升高B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能C.理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E.如果兩個系統(tǒng)

39、分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡,,,考向3熱力學(xué)定律,命題立意本題考查熱力學(xué)定律、氣體及其相關(guān)的知識點,意在考查學(xué)生對熱平衡定律、等壓膨脹、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律等的理解和掌握.解析根據(jù)熱力學(xué)第一定律,氣體吸熱的同時若對外做功,則內(nèi)能不一定增大,溫度不一定升高,選項A錯誤.對氣體做功可以改變其內(nèi)能,選項B正確.理想氣體等壓膨脹過程,氣體對外做功,由理想氣體狀態(tài)方程可知,氣體溫度升高,內(nèi)能增大,故氣體一定吸熱,選項C錯誤.根據(jù)熱力學(xué)第二定律,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,選項D正確.根據(jù)熱平衡定律,如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡,選項E正確.答案BDE,,,考向3熱力學(xué)定律,