高中物理 第5章 熱力學(xué)定律專(zhuān)題突破課件 魯科版選修33

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1、 這類(lèi)問(wèn)題涉及兩部分氣體，它們之間雖然沒(méi)有氣體交換，但其壓強(qiáng)或體積這些量間有一定的關(guān)系，分析清楚這些關(guān)系是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，解決這類(lèi)問(wèn)題的一般方法是：分別選取每部分氣體為研究對(duì)象，確定初、末狀態(tài)參 量，根據(jù)狀態(tài)方程列式求解氣體狀態(tài)變化氣體狀態(tài)變化2認(rèn)真分析兩部分氣體的壓強(qiáng)、體積之間的關(guān)系，并列認(rèn)真分析兩部分氣體的壓強(qiáng)、體積之間的關(guān)系，并列 出方程出方程3多個(gè)方程聯(lián)立求解多個(gè)方程聯(lián)立求解一、相互關(guān)聯(lián)的兩部分氣體的分析方法一、相互關(guān)聯(lián)的兩部分氣體的分析方法1 如圖1所示，內(nèi)徑均勻的U形管中裝入水銀，兩管中水銀面與管口的距離均為l10.0 cm，大氣壓強(qiáng)p075.8 cmHg時(shí)，將右側(cè)管口封閉，然后從

2、左側(cè)管口處將一活塞緩慢向下推入管中，直到左右兩側(cè)水銀面高度差達(dá)h6.0 cm為止求活塞在管內(nèi)移動(dòng)的距離【例例1】圖圖1 答案6.4 cm 二、假設(shè)法判定液柱的移動(dòng) 根據(jù)題目條件，假設(shè)發(fā)生某種特殊的物理現(xiàn)象和物理過(guò)程，再結(jié)合相應(yīng)的狀態(tài)變化規(guī)律及物理規(guī)律進(jìn)行推理，即可得出正確答案，這種方法可以化難為易，化繁為簡(jiǎn) 在溫度不變的情況下，液柱移動(dòng)問(wèn)題的特點(diǎn)是：在保持 溫度不變的情況下改變其他題設(shè)條件，從而引起封閉 氣體的液柱的移動(dòng)，或液面的升降，或氣體體積的增 減解決這類(lèi)問(wèn)題通常假設(shè)液體不移動(dòng)，或液面不升 降，或氣柱體積不變，然后從此假設(shè)出發(fā)，運(yùn)用玻意 耳定律等有關(guān)知識(shí)進(jìn)行推論，求得正確答案 用液柱或活

3、塞隔開(kāi)兩部分氣體，當(dāng)氣體溫度變化時(shí)，液柱或活塞是否移動(dòng)？如何移動(dòng)？ 此類(lèi)問(wèn)題的特點(diǎn)是：氣體的狀態(tài)參量p、V、T都發(fā)生了變化，直接判斷液柱或活塞的移動(dòng)方向比較困難，通常先進(jìn)行氣體狀態(tài)的假設(shè)，然后應(yīng)用查理定律可以簡(jiǎn)單地求解其一般思路為： (1)先假設(shè)液柱或活塞不發(fā)生移動(dòng)，兩部分氣體均做等容變化 在一粗細(xì)均勻且兩端封閉的U型玻離管內(nèi)，裝有一段水銀柱，將A和B兩端的氣體隔開(kāi)，如圖2所示在室溫下，A、B兩端的氣體體積都是V，管內(nèi)水銀面的高度差為h，現(xiàn)將它豎直地全部浸沒(méi)在沸水中，高度差h怎么變化？【例例2】圖圖2 答案h增大 借題發(fā)揮(1)若把U型管全部放入冰水混合物中(0 )，高度差h怎么變化？(2)若

4、使U型管自由下落(保持豎直)，高度差h怎么變化？ 氣缸類(lèi)問(wèn)題是熱學(xué)部分典型的物理綜合題，它需要考查氣體、氣缸或活塞等多個(gè)研究對(duì)象，涉及熱學(xué)、力學(xué)乃至電學(xué)等物理知識(shí)，需要靈活、綜合地應(yīng)用知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題 解決氣缸類(lèi)問(wèn)題的一般思路： (1)弄清題意，確定研究對(duì)象一般來(lái)說(shuō)，研究對(duì)象分兩類(lèi)：一類(lèi)是熱學(xué)研究對(duì)象(一定質(zhì)量的理想氣體)；另一類(lèi)是力學(xué)研究對(duì)象(氣缸、活塞或某系統(tǒng))三、氣缸類(lèi)問(wèn)題的處理方法三、氣缸類(lèi)問(wèn)題的處理方法 (2)分析清楚題目所述的物理過(guò)程，對(duì)熱學(xué)研究對(duì)象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過(guò)程，依氣體定律列出方程；對(duì)力學(xué)研究對(duì)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 (3)注意挖掘題目中的隱

5、含條件，如幾何關(guān)系等，列出輔助方程 (4)多個(gè)方程聯(lián)立求解對(duì)求解的結(jié)果注意檢驗(yàn)它們的合理性 如圖3甲所示，氣缸質(zhì)量為m1，活塞質(zhì)量為m2，不計(jì)缸內(nèi)氣體的質(zhì)量及一切摩擦，當(dāng)用一水平外力F拉活塞時(shí)，活塞和氣缸最終以共同的加速度運(yùn)動(dòng)求此時(shí)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)(已知大氣壓為p0，活塞橫截面積為S)【例例3】圖圖3 借題發(fā)揮要求解封閉氣體的壓強(qiáng)時(shí)，必須轉(zhuǎn)換為以活塞等固體為研究對(duì)象，由于本題中系統(tǒng)處于加速狀態(tài)，因此還必須分別以整體和活塞為對(duì)象進(jìn)行研究，列動(dòng)力學(xué)方程，求解結(jié)果專(zhuān)題小練專(zhuān)題小練1.圖圖4 一只兩用活塞氣筒的原理如圖5所示(打氣時(shí)如圖甲，抽氣時(shí)如圖乙)，其筒內(nèi)體積為V0，現(xiàn)將它與另一只容積為V的容器相連接，氣筒和容器內(nèi)的空氣壓強(qiáng)為p0，已知?dú)馔埠腿萜鲗?dǎo)熱性能良好，當(dāng)分別作為打氣筒和抽氣筒時(shí)，活塞工作n次后，在上述兩種情況下，容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)分別為 ()2圖圖5 答案D3.圖圖6 答案500 K 內(nèi)燃機(jī)汽缸里的混合氣體，在吸氣沖程之末，溫度為50 ，壓強(qiáng)為1.0105 Pa，體積為0.93 L在壓縮沖程中，把氣體的體積壓縮為0.155 L時(shí)，氣體的壓強(qiáng)增大到1.2106 Pa.這時(shí)混合氣體的溫度升高到多少攝氏度？ 解析初態(tài)：p11.0105 Pa、V10.93 L， T1(50273)K323 K 末態(tài)：p21.2106 Pa，V20.155 L，T2為未知量4答案答案373