《（江蘇版 5年高考3年模擬A版）2020年物理總復(fù)習(xí) 專題十二 熱學(xué)課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇版 5年高考3年模擬A版）2020年物理總復(fù)習(xí) 專題十二 熱學(xué)課件.ppt（62頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題十二熱學(xué),高考物理（江蘇專用）,考點(diǎn)一分子動理論、內(nèi)能,考點(diǎn)清單,考向基礎(chǔ) 一、物體是由大量分子組成的 1.分子的大小極小 分子直徑的數(shù)量級:10-10 m。 分子直徑可用油膜法估測。 2.分子的質(zhì)量很小,一般物質(zhì)分子質(zhì)量的數(shù)量級是:10-26 kg。 3.阿伏加德羅常數(shù) 定義:1 mol的任何物質(zhì)中含有相同的微粒個(gè)數(shù),用符號NA表示,NA= 6.021023 mol-1。,4.分子的兩種理想模型 球模型:V=d 3。 立方體模型:V=d 3。 注意對固體和液體,可以認(rèn)為分子是一個(gè)個(gè)緊密排列在一起的小球,對氣體,由于分子間距離較大,可以利用立方體模型計(jì)算分子間的距離。 5.分子的大小、質(zhì)量

2、與物體的體積、質(zhì)量的關(guān)系 (1)已知物體的摩爾體積Vmol和一個(gè)分子的體積V0,求NA,則NA=;知NA 和Vmol亦可估算分子的大小。 (2)已知物體的摩爾質(zhì)量M和一個(gè)分子的質(zhì)量m0,求NA,則NA=;知NA和,NA= , NA=,阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀和微觀的橋梁。,M亦可估算分子的質(zhì)量。 (3)已知物體的體積V和摩爾體積Vmol,求物體的分子數(shù)n,則n=。 (4)已知物體的質(zhì)量m和摩爾質(zhì)量M,求物體的分子數(shù)n,則n=。 二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動都說明分子做無規(guī)則運(yùn)動。運(yùn)動的劇烈程度與溫度有關(guān)。 1.擴(kuò)散現(xiàn)象:相互接觸的物質(zhì)彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。溫度越高,擴(kuò)散越快

3、。 2.布朗運(yùn)動 產(chǎn)生的原因:各個(gè)方向的液體分子對顆粒碰撞的不平衡。,布朗運(yùn)動的特點(diǎn): 永不停息、無規(guī)則運(yùn)動;顆粒越小,運(yùn)動越劇烈;溫度越高,運(yùn)動越劇烈;運(yùn)動軌跡不確定。 布朗顆粒:布朗顆粒用肉眼直接看不到,但在顯微鏡下能看到,因此用肉眼看到的顆粒所做的運(yùn)動,不能叫布朗運(yùn)動。布朗顆粒直徑約為10-6 m(包含約1021個(gè)分子),而分子直徑約為10-10 m,布朗顆粒的運(yùn)動是 分子運(yùn)動的間接反映。 三、分子間存在著相互作用力 1.分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力。 2.分子力:引力和斥力的合力。 3.r0為分子間引力和斥力大小相等時(shí)的距離,其數(shù)量級為10-10 m。,4.如圖所示,分子間的引力

4、和斥力都隨分子間距離的增大而減小,隨分子間距離的減小而增大,但引力不如斥力變化快。,r=r0時(shí),F引=F斥,分子力F=0。 r

5、距離的增大而增大; 當(dāng)r

6、,物體內(nèi)能就增加多少;物體放出了多少熱量,物體內(nèi)能就減少多少。 注意(1)溫度相同的任意兩個(gè)物體分子平均動能相同,如溫度相同的氫氣和氧氣分子平均動能相同,但由于氫氣分子質(zhì)量小于氧氣分子質(zhì)量,故氫氣分子平均速率大于氧氣分子平均速率。,(2)做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的。,考向一兩對易混概念的辨別 1.熱量和內(nèi)能 內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的,狀態(tài)確定,系統(tǒng)的內(nèi)能也隨之確定,要使系統(tǒng)的內(nèi)能發(fā)生變化,可以通過熱傳遞和做功兩種方式來完成。而熱量是熱傳遞過程中的特征物理量,和功一樣,熱量只是反映物體在狀態(tài)變化過程中所遷移的能量,是用來衡量物體內(nèi)能變化的。有過程,才有變化,離開過程,毫無意義,就某一狀

7、態(tài)而言,只有“內(nèi)能”,根本不存在什么“熱量”和“功”,因此,不能說一個(gè)系統(tǒng)中含有“多少熱量”或“多少功”。,考向突破,2.熱量和溫度 熱量是熱傳遞過程中的內(nèi)能變化的量度。而溫度是系統(tǒng)內(nèi)部大量分子 做無規(guī)則運(yùn)動的劇烈程度的標(biāo)志。雖然熱傳遞的前提是兩個(gè)系統(tǒng)之間要有溫度差,但是傳遞的是能量,不是溫度。 熱傳遞不僅可使系統(tǒng)溫度發(fā)生變化,還可使物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化。在物質(zhì)狀態(tài)變化中,傳遞給系統(tǒng)的熱量并沒有使系統(tǒng)的溫度發(fā)生變化,因此不能說“系統(tǒng)吸收熱量多,溫度變化一定大”,也不能認(rèn)為“系統(tǒng)的溫度高,它放出的熱量一定多”。因?yàn)榉懦龅臒崃?不但和溫度的變化量有關(guān),還和比熱容有關(guān)?？傊?熱量和溫度之間雖然有一定的聯(lián)

8、系,但它們是完全不同的兩個(gè)物理量。,例1對于熱量、功和物體的內(nèi)能這三個(gè)物理量,下列各種敘述中正確的是() A.熱量、功、內(nèi)能三者的物理意義相同 B.熱量和功都可以作為物體內(nèi)能的量度 C.熱量、功、內(nèi)能的單位肯定不相同 D.熱量和功是由過程決定的,而內(nèi)能是由物體的狀態(tài)決定的,解析熱量和功是物體內(nèi)能改變的量度,而不是內(nèi)能的量度,是過程量,而內(nèi)能是狀態(tài)量,A、B錯,D對。它們的單位是相同的,C錯。,答案D,考向二布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動 1.布朗運(yùn)動 (1)研究對象:懸浮在液體或氣體中的小顆粒; (2)運(yùn)動特點(diǎn):無規(guī)則、永不停息; (3)相關(guān)因素:顆粒大小,溫度; (4)物理意義:說明液體或氣體分子做永

9、不停息的無規(guī)則的熱運(yùn)動。 2.布朗運(yùn)動與熱運(yùn)動的比較,例2墨滴入水,擴(kuò)而散之,徐徐混勻。關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是() A.混合均勻主要是由于炭粒受重力作用 B.混合均勻的過程中,水分子和炭粒都做無規(guī)則運(yùn)動 C.使用炭粒更小的墨汁,混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速 D.墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動是由于炭粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的,解析墨汁與水混合均勻的過程,是水分子和炭粒做無規(guī)則運(yùn)動的過程,這種運(yùn)動與重力無關(guān),也不是化學(xué)反應(yīng)引起的。微粒越小、溫度越高,無規(guī)則運(yùn)動越劇烈,可見,B、C正確,A、D均錯誤。,答案BC,考向三分子力、分子勢能和內(nèi)能 1.分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系 分子力F、分子勢能Ep與分子間

10、距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無窮遠(yuǎn)處分子勢能Ep=0)。 (1)當(dāng)rr0時(shí),分子力表現(xiàn)為引力,當(dāng)r增大時(shí),分子力做負(fù)功,分子勢能增加。,(2)當(dāng)r

11、=r0時(shí),分子勢能最小,動能最大 D.分子動能和勢能之和在整個(gè)過程中不變,解析由Ep-r圖可知: 在rr0階段,當(dāng)r減小時(shí)F做正功,分子勢能減小,分子動能增加,故選項(xiàng)A正確。 在r

12、溫標(biāo) a.攝氏溫標(biāo)(t):單位。在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰的熔點(diǎn)為0 ,水的沸點(diǎn)為100 。 b.熱力學(xué)溫標(biāo)(T):單位K。把-273 作為0 K。絕對零度(0 K)是低溫的極限,只能接近不能達(dá)到。,c.兩種溫標(biāo)的關(guān)系:就單位溫度表示的冷熱差別來說,兩種溫標(biāo)是相同的,只是零值的起點(diǎn)不同,所以二者關(guān)系為T=t+273 K,T=t。 (2)體積(V) A.意義:氣體分子所占據(jù)的空間,也就是氣體所充滿的容器的容積。 B.單位:m3,1 m3=103 L=106 mL。 (3)壓強(qiáng)(p) A.產(chǎn)生的原因 由于大量分子無規(guī)則地運(yùn)動而碰撞器壁,形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力,作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體

13、的壓強(qiáng)。 B.決定氣體壓強(qiáng)大小的因素 a.宏觀上:決定于氣體的溫度和體積。,b.微觀上:決定于分子的平均動能和單位體積的分子數(shù)。 C.常用單位及換算關(guān)系 帕斯卡(Pa):1 Pa=1 N/m2 1 atm=1.013105 Pa (4)氣體的狀態(tài)及變化 A.對于一定質(zhì)量的氣體,如果溫度、體積、壓強(qiáng)這三個(gè)量都不變,我們就說氣體處于一定的狀態(tài)。 B.一定質(zhì)量的氣體,p與T、V有關(guān)。三個(gè)參量中不可能只有一個(gè)參量發(fā)生變化,至少有兩個(gè)或三個(gè)同時(shí)改變。,2.氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程 (1)玻意耳定律 a.內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度不變的情況下,壓強(qiáng)與體積成反比。 b.公式:pV=C或p1V1=

14、p2V2。 c.條件:質(zhì)量一定,溫度不變。 (2)查理定律 a.內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在體積不變的情況下,壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。 b.公式:=C或=。 c.條件:質(zhì)量一定,體積不變。,(3)蓋呂薩克定律 a.內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)不變的情況下,其體積與熱力學(xué)溫 度成正比。 b.公式:=C或=。 c.條件:質(zhì)量一定,壓強(qiáng)不變。 (4)理想氣體的狀態(tài)方程 a.理想氣體 宏觀上講,理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體,實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下,可視為理想氣體。 微觀上講,理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力,即分子間無分 子勢能。,b.理想氣體的狀態(tài)方程

15、 一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程:=或=C。 氣體實(shí)驗(yàn)定律可看做一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例。,氣體和氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn),(5)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋 a.等溫變化 一定質(zhì)量的某種理想氣體,溫度保持不變時(shí),分子的平均動能不變。在這種情況下,體積減小時(shí),分子的密集程度增大,氣體的壓強(qiáng)增大。 b.等容變化 一定質(zhì)量的某種理想氣體,體積保持不變時(shí),分子的密集程度保持不變。 在這種情況下,溫度升高時(shí),分子的平均動能增大,氣體的壓強(qiáng)增大。 c.等壓變化 一定質(zhì)量的某種理想氣體,溫度升高時(shí),分子的平均動能增大。只有氣體的體積同時(shí)增大,使分子的密集程度減小,才能保持壓強(qiáng)不變。,3.氣體熱現(xiàn)象的微觀意義 熱現(xiàn)象

16、與大量分子熱運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)規(guī)律有關(guān),由于氣體分子間的距離比較大,大約是分子直徑的10倍,分子間的作用力很弱,通常認(rèn)為氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,不受力的作用,因而氣體會充滿它能達(dá)到的整個(gè)空間。分子的運(yùn)動是雜亂無章的,在某一時(shí)刻向著各個(gè)方向運(yùn)動的氣體分子數(shù)目都相等。盡管大量分子在做無規(guī)則運(yùn)動,速率有大有小,但分子的速率卻按一定規(guī)律呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布。溫度升高氣體分子的平均速率增大,但并不是每個(gè)氣體分子的速率都增大。 二、固體 1.固體分為晶體和非晶體兩類。石英、云母、明礬、食鹽、味精、蔗糖等是晶體,玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體。,2.晶體的微觀結(jié)構(gòu) (1)晶體的微觀結(jié)構(gòu)

17、特點(diǎn):組成晶體的物質(zhì)微粒有規(guī)則地、周期性地在空間排列。 (2)用晶體的微觀結(jié)構(gòu)解釋晶體的特點(diǎn),3.晶體與非晶體的比較,三、液體和液晶 液體分子間距離比氣體分子間距離小得多,液體分子間的作用力比固體分子間的作用力要小;液體內(nèi)部分子間的距離在10-10 m左右。液晶是一種特殊的物質(zhì),它既具有液體的流動性,又具有晶體的各向異性,它不是晶體。,1.液體的表面張力 (1)作用:液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢。 (2)方向:表面張力跟液面相切,跟這部分液面的分界線垂直。 2.液晶 (1)液晶分子既保持排列有序而顯示各向異性,又可以自由移動 位置,保持了液體的流動性。 (2)液晶分子的位置無序使它像液體

18、,排列有序使它像晶體。 (3)液晶分子的排列從某個(gè)方向看比較整齊,而從另外一個(gè)方向看則是,雜亂無章的。 (4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下發(fā)生改變。,四、飽和汽、飽和汽壓和相對濕度 1.飽和汽與未飽和汽 (1)飽和汽:與液體處于動態(tài)平衡的蒸汽。 (2)未飽和汽:沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽。 2.飽和汽壓 (1)定義:飽和汽所具有的壓強(qiáng)。 (2)特點(diǎn):液體的飽和汽壓與溫度有關(guān),溫度越高,飽和汽壓越大,且飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān)。 3.相對濕度,空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比,即: 相對濕度= 人體感受到的潮濕程度由相對濕度決定。,考向一晶體和非晶體 1.單晶體具有各向異性,但

19、不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。 2.只要是具有各向異性的物體必定是晶體,且是單晶體。 3.只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體,反之,必是非晶體。 4.晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。,考向突破,例4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,解析晶體被敲碎后,其空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)未變,仍是晶體,A錯誤;有些單晶體光學(xué)性質(zhì)各向異性,B正確;同種元素構(gòu)成的固體,

20、可能會由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體,C正確;在晶體熔化過程中,分子勢能會發(fā)生改變,內(nèi)能也會改變,D錯誤。,答案BC,例5在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟,用燒熱的針接觸其上一點(diǎn),石蠟熔化的范圍分別如圖(a)、(b)、(c)所示,而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖(d)所示。則由此可判斷出甲為,乙為,丙為。(填“單晶體”、“多晶體”或“非晶體”),解析晶體具有確定的熔點(diǎn),非晶體沒有確定的熔點(diǎn)。單晶體的物理性質(zhì)具有各向異性,多晶體的物理性質(zhì)具有各向同性。,答案多晶體非晶體單晶體,考向二兩種氣體壓強(qiáng)的辨別 1.大氣壓強(qiáng) (1)大氣壓強(qiáng)是由于空氣受重力作用緊緊包圍

21、地球而對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)。 (2)地面大氣壓的值與地球表面積的乘積,近似等于地球大氣層所受的重力值。 2.氣體壓強(qiáng) (1)因密閉容器中的氣體密度一般很小,由氣體自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)極小,可忽略不計(jì)。 (2)氣體壓強(qiáng)是由氣體分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的。 (3)氣體壓強(qiáng)由氣體的體積和溫度決定。,(4)密閉容器中氣體對器壁的壓強(qiáng)處處相等。,例6關(guān)于壓強(qiáng)下列說法中正確的是() A.大氣壓強(qiáng)是由于地球?qū)Υ髿獾奈a(chǎn)生的 B.密閉容器中氣體的壓強(qiáng)是由氣體受到的重力產(chǎn)生的 C.大氣壓強(qiáng)在一定海拔內(nèi)隨高度的增加而減小 D.裝有氣體的密閉容器自由下落時(shí)壓強(qiáng)將減為零,解析因密閉容器中的氣體密度一般很小,由氣

22、體自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)極小,可以忽略不計(jì),故氣體壓強(qiáng)是由氣體分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生,與重力無關(guān)。密閉容器中的氣體對器壁的壓強(qiáng)處處相等,與容器所處的狀態(tài)無關(guān)。 大氣壓是由于空氣受到重力作用緊緊包圍地球而對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)。由于地球的引力作用,大氣層分子密度上方小、下方大,從而使得大氣壓的值在一定海拔內(nèi)隨高度增加而減小。,答案AC,考向三平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求解 1.液片法:選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對象,分析液片兩側(cè)受力情況,建立平衡方程,消去面積,得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程,求得氣體的壓強(qiáng)。 2.平衡法:選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進(jìn)行受力分析,得到液柱(或活塞)

23、的受力平衡方程,求得氣體壓強(qiáng)。 3.等壓面法:在連通器中,同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強(qiáng)相等。液體內(nèi)深h處的總壓強(qiáng) p=p0+gh , p0為液面上方的壓強(qiáng)。,例7如圖甲所示,汽缸開口向右、固定在水平桌面上,汽缸內(nèi)用活塞(橫截面積為S)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與汽缸壁之間的摩擦忽略不計(jì)。輕繩跨過光滑定滑輪將活塞和地面上的重物(質(zhì)量為m)連接。開始時(shí)汽缸內(nèi)外壓強(qiáng)相同,均為大氣壓p0(mg

24、; (3)在如圖乙所示的坐標(biāo)系中畫出氣體狀態(tài)變化的整個(gè)過程并標(biāo)注相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)值。,解析(1)p1=p0,p2=p0- 等容過程:= 解得:T1=T0,(2)等壓過程:= 解得:T2=T0 (3)如圖所示,答案見解析,考點(diǎn)三熱力學(xué)第一定律與能量守恒,考向基礎(chǔ) 一、熱力學(xué)第一定律 1.改變物體內(nèi)能的兩種方式 (1)做功;(2)熱傳遞。 2.熱力學(xué)第一定律 (1)內(nèi)容:一個(gè)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。 (2)表達(dá)式:U=Q+W。 (3)U=Q+W中正、負(fù)號法則,二、能量守恒定律 1.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(gè)

25、物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。 2.能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律,第一類永動機(jī)是不可能制成的,它違背了能量守恒定律。,考向突破,考向一做功和熱傳遞是如何改變內(nèi)能的 做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的,但有本質(zhì)的區(qū)別。 本質(zhì)的區(qū)別:做功使物體的內(nèi)能改變,是其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化,例如摩擦生熱就是機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能;熱傳遞改變物體的內(nèi)能是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,如太陽照射冰,使冰化成水,就是太陽的內(nèi)能通過輻射這一熱傳遞的方式轉(zhuǎn)移到冰,使冰的內(nèi)能增加。 熱量和功,都是系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度,都是過程量。一定量的熱量還和一定量的功相當(dāng),熱量可以通過系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為功,功也可以通

26、過系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為熱量,但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。 用做功來改變系統(tǒng)的內(nèi)能,是一系統(tǒng)內(nèi)分子隨整體的有序運(yùn)動,轉(zhuǎn)化為另一系統(tǒng)的分子的無規(guī)則運(yùn)動的過程,是機(jī)械能或其他形式的能和內(nèi)能,之間的轉(zhuǎn)化過程。 用熱傳遞來改變系統(tǒng)的內(nèi)能,是通過傳導(dǎo)、對流、輻射來完成的,它將分子的無規(guī)則運(yùn)動,從一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)系統(tǒng),這一過程也就是系統(tǒng)間的內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程。 功是在沒有熱傳遞的過程中,系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度;熱量是在沒有做功的過程中,系統(tǒng)內(nèi)能變化的量度。,例8木箱靜止于水平地面上,現(xiàn)在用一個(gè)80 N的水平推力推動木箱前進(jìn)10 m,木箱受到的摩擦力為60 N,則轉(zhuǎn)化為木箱與地面系統(tǒng)的內(nèi)能U和轉(zhuǎn)化為木箱的動能Ek分別是。 A

27、.U=200 J,Ek=600 JB.U=600 J,Ek=200 J C.U=600 J,Ek=800 JD.U=800 J,Ek=200 J,解析由于木箱在推動中受到滑動摩擦力,其與相對位移的乘積為系統(tǒng)的內(nèi)能增量,即U=6010 J=600 J,由能量守恒定律可得Ek=W總-U=8010 J- 600 J=200 J。故正確答案為B。,答案B,考向二熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 1.在運(yùn)用熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式U=W+Q來分析問題時(shí),必須理解它的物理意義,掌握它的符號法則。做功和熱傳遞都可以使物體的內(nèi)能發(fā)生變化。如果物體跟外界同時(shí)發(fā)生做功和熱傳遞,那么,外界對物體所做的功與物體從外界吸收的熱量之和

28、等于物體內(nèi)能的增加。 2.按照符號法則將“+”“-”號代入U(xiǎn)=W+Q計(jì)算或分析問題,如果事先不便確定其正負(fù),可以先假定它為正,在計(jì)算出結(jié)果以后再作判斷。若結(jié)果為正,說明與原假設(shè)一致,若結(jié)果為負(fù),則說明與原假設(shè)相反。 3.三種特殊情況 (1)若過程是絕熱的,則Q=0,W=U,外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量。,(2)若過程中不做功,即W=0,則Q=U,物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量。 (3)若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變,即U=0,則W+Q=0或W=-Q。外界對物體做的功等于物體放出的熱量。 4.注意以下幾個(gè)重點(diǎn)詞 理想氣體:表示不考慮分子間作用力,不考慮分子勢能的變化。溫度升高,氣體的

29、內(nèi)能增大,溫度降低,氣體的內(nèi)能減小,溫度變化決定氣體內(nèi)能的變化。 體積的膨脹與壓縮:體積膨脹表示氣體對外做功;體積壓縮表示外界對氣體做功。 絕熱:表示沒有熱傳遞。,導(dǎo)熱性能良好:表示容器內(nèi)外溫度相等。 緩慢變化:表示一種動態(tài)的平衡,非絕熱時(shí),也可以理解為容器內(nèi)外溫度相等。,例92014課標(biāo),33(1),6分一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-T圖像如圖所示。下列判斷正確的是。 A.過程ab中氣體一定吸熱 B.過程bc中氣體既不吸熱也不放熱 C.過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱 D.a、b和c三個(gè)狀態(tài)中,狀態(tài)a分子的平均動能最小,E.b和c兩個(gè)

30、狀態(tài)中,容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同,解析對封閉氣體,由題圖可知ab過程,氣體體積V不變,沒有做功,而溫度T升高,則為吸熱過程,A項(xiàng)正確。bc過程為等溫變化,壓強(qiáng)減小,體積增大,對外做功,則為吸熱過程,B項(xiàng)錯。ca過程為等壓變化,溫度T降低,內(nèi)能減少,體積V減小,外界對氣體做功,依據(jù)W+Q=U,外界對氣體所做的功小于氣體所放的熱,C項(xiàng)錯。溫度是分子平均動能的標(biāo)志,Tapc,顯然E項(xiàng)正確。,答案ADE,方法1微觀量的估算方法 1.微觀物理量:分子的質(zhì)量m0,分子體積V0,分子直徑d。 2.宏觀物理量:物質(zhì)的質(zhì)量m,體積V,密度,摩爾質(zhì)量M,摩爾體積Vm。 3.阿伏加德羅常數(shù)

31、是聯(lián)系宏觀物理量與微觀物理量的橋梁,根據(jù)油膜法測出分子的直徑,可算出阿伏加德羅常數(shù);反過來,已知阿伏加德羅常數(shù),根據(jù)摩爾質(zhì)量(或摩爾體積)就可以算出一個(gè)分子的質(zhì)量(或一個(gè)分子的體積)。 (1)分子的質(zhì)量:m0==。,方法技巧,(2)分子的體積:V0==。 對于氣體,由于分子間空隙很大,用上式估算出的是一個(gè)分子所占據(jù)的體積(活動的空間)。 (3)物質(zhì)所含的分子數(shù):N=nNA=NA=NA,NA==。 4.分子模型 (1)球體模型中的直徑:d= (2)立方體模型中的邊長:d= 5.常識性的數(shù)據(jù):室溫可取27 ,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的大氣壓p0=76 cmHg、溫度T=273 K、摩爾體積Vm=22.4 L/m

32、ol。,例1已知汞的摩爾質(zhì)量為M=200.510-3 kg/mol,密度為=13.6103 kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.01023 mol-1。求: (1)一個(gè)汞原子的質(zhì)量(用相應(yīng)的字母表示即可); (2)一個(gè)汞原子的體積(結(jié)果保留一位有效數(shù)字); (3)體積為1 cm3的汞中汞原子的個(gè)數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。,解題導(dǎo)引,解析(1)一個(gè)汞原子的質(zhì)量為m0=。 (2)一個(gè)汞原子的體積為 V0== = m3210-29 m3。 (3)1 cm3的汞中含汞原子個(gè)數(shù) n= =41022。,答案(1)(2)210-29 m3(3)41022個(gè),方法2利用氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程解題的步

33、驟 1.規(guī)律 = 2.解題的一般步驟 (1)明確研究對象,即某一定質(zhì)量的理想氣體; (2)確定氣體在始末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2; (3)由狀態(tài)方程列式求解; (4)討論結(jié)果的合理性。,例22014課標(biāo),33(2),9分一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi),汽缸壁導(dǎo)熱良好,活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動。開始時(shí)氣體壓強(qiáng)為p,活塞下表面相對于汽缸底部的高度為h,外界的溫度為T0。現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完時(shí),活塞下降了h/4。若此后外界的溫度變?yōu)門,求重新達(dá)到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強(qiáng)始終保持不變,重力加速度大小為g。,解題導(dǎo)引,

34、解析設(shè)汽缸的橫截面積為S,沙子倒在活塞上后,對氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p,由玻意耳定律得phS=(p+p)(h-h)S 解得p=p 外界的溫度變?yōu)門后,設(shè)活塞距底面的高度為h。根據(jù)蓋呂薩克定律,得= 解得h=h,據(jù)題意可得p= 氣體最后的體積為V=Sh,聯(lián)立式得V=,答案,方法3氣體狀態(tài)變化的圖像問題分析技巧 1.氣體實(shí)驗(yàn)定律圖像對比(質(zhì)量一定),2.質(zhì)量一定,垂直于坐標(biāo)軸作輔助線去分析不同溫度的兩條等溫線,不同體積的兩條等容線,不同壓強(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系。例如圖中A、B是輔助線與兩條等容線的交點(diǎn),可以認(rèn)為從B狀態(tài)通過等溫升壓到A狀態(tài),體積必然減小,所以V2

35、態(tài)開始,經(jīng)歷了B、C,最后到D狀態(tài),下列說法中正確的是() A.AB溫度升高,體積不變 B.BC壓強(qiáng)不變,體積變大 C.CD壓強(qiáng)變小,體積變小 D.B點(diǎn)的溫度最高,C點(diǎn)的體積最大,解析縱坐標(biāo)表示壓強(qiáng)的大小,橫坐標(biāo)表示溫度的大小,各點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率表示體積的大小,由圖可得選項(xiàng)A正確。,答案A,方法4應(yīng)用熱力學(xué)第一定律分析氣體功能關(guān)系的方法 1.做功看體積: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;氣體向真空中自由膨脹,對外界不做功,W=0;恒壓過程氣體做功等于壓強(qiáng)和體積變化量的積。 2.與外界絕熱,則不發(fā)生熱傳遞,此時(shí)Q=0。 3.由于理想氣體沒有分子勢能,所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時(shí),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。,例4如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a沿abc變化到狀態(tài)c,吸收了340 J的熱量,并對外做功120 J。若該氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c時(shí),對外做功40 J,則這一過程中氣體(填“吸收”或“放出”)J熱量。,解析由熱力學(xué)第一定律可得,該氣體由狀態(tài)a沿abc變化到狀態(tài)c的過程中內(nèi)能的變化量U=W+Q=-120 J+340 J=220 J,因此該氣體由狀態(tài)a沿adc變化到狀態(tài)c時(shí),Q1=U-W1=220 J-(-40 J)=260 J,顯然此過程中氣體從外界吸收熱量。,答案吸收260,