《（課標(biāo)版 5年高考3年模擬A版）2020年物理總復(fù)習(xí) 專題十五 熱學(xué)課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（課標(biāo)版 5年高考3年模擬A版）2020年物理總復(fù)習(xí) 專題十五 熱學(xué)課件.ppt（61頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題十五熱學(xué),高考物理（課標(biāo)專用）,考點一分子動理論,考點清單,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數(shù),用符號NA表示,NA= 6.021023 mol-1。,阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀和微觀的橋梁。 4.分子的兩種理想模型 球模型:V=d3。 立方體模型:V=d3。 5.微觀量與宏觀量 (1)已知固體和液體的摩爾體積Vmol和一個分子的體積V0,求NA,則NA= Vmol/V0;知
2、NA和Vmol亦可估算分子的大小。 (2)已知物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M和一個分子的質(zhì)量m0,求NA,則NA=M/m0;知NA和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=NAV/Vmol。 (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=NAm/M。,注意對固體和液體,可以認(rèn)為分子是一個個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算分子間的距離。 二、分子永不停息地做無規(guī)則熱運動 擴散現(xiàn)象和布朗運動都說明分子做無規(guī)則熱運動。運動的劇烈程度與溫度有關(guān)。 1.擴散現(xiàn)象:相互接觸的物體互相進入對方的現(xiàn)象。溫度越高,擴散越快
3、。 2.布朗運動 產(chǎn)生的原因:各個方向的液體分子對顆粒碰撞的不平衡。 布朗運動的特點:,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動,不能叫布朗運動。布朗顆粒直徑約為10-6 m(包含約1021個分子),而分子直徑約為10-10 m,布朗顆粒的運動是 分子運動的間接反映。,3.布朗運動和熱運動的比較,三、分子間存在著相互作用力 1.分子間同時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的距離,其數(shù)量級為10-10 m。 4.如圖所示,分子間的引力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
4、大,但引力不如斥力變化快。 r=r0時,F引=F斥,分子力F=0。,rr0時,F引F斥,分子力F為引力。 r10r0時,F引、F斥迅速減弱,幾乎為零,分子力F0。 四、物體的內(nèi)能 1.分子平均動能 物體內(nèi)所有分子動能的平均值叫做分子的平均動能。溫度是分子的平均動能大小的標(biāo)志,溫度越高,分子的平均動能越大。 2.分子勢能 (1)概念:由分子間的相對位置和相互作用決定的能量。 (2)分子勢能大小的相關(guān)因素 微觀上:分子勢能的大小與分子間距離有關(guān)。,當(dāng)分子間距離rr0時,分子勢能隨分子間距離的增大而增大; 當(dāng)r
5、的體積有關(guān)。大多數(shù)物體是體積變大,分子勢能變大,也有少數(shù)物體(如冰、鑄鐵等),體積變大,分子勢能反而變小。 3.物體的內(nèi)能 (1)定義:物體內(nèi)所有分子勢能和分子動能的總和。 (2)決定內(nèi)能的因素 微觀上:分子動能、分子勢能、分子個數(shù)。 宏觀上:溫度、體積、物質(zhì)的量。 (3)改變物體的內(nèi)能有兩種方式,做功:當(dāng)做功使物體的內(nèi)能發(fā)生改變的時候,外界對物體做了多少功,物體內(nèi)能就增加多少;物體對外界做了多少功,物體內(nèi)能就減少多少。 熱傳遞:當(dāng)熱傳遞使物體的內(nèi)能發(fā)生改變的時候,物體吸收了多少熱量,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物體的分子平均動能相
6、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。,考向突破,考向分子動理論、內(nèi)能 1.為什么懸浮顆粒越小,溫度越高,布朗運動越顯著 布朗運動在相同溫度下,懸浮顆粒越小,它的線度越小,表面積越小,在某一瞬間跟它相撞的分子數(shù)越少,顆粒受到來自各個方向的撞擊力越不平衡;另外,顆粒線度小,它的體積和質(zhì)量比表面積減小得更快,因而沖擊力引起的加速度更大。因此,懸浮顆粒越小,布朗運動就越顯著。 相同的顆粒懸浮在同種液體中,液體溫度越高,分子運動的平均速率越大,對懸浮顆粒的撞擊作用也越大,顆粒
7、受到來自各個方向的撞擊力越不平衡,由撞擊力引起的加速度更大,所以溫度越高,布朗運動就越顯著。,例1關(guān)于分子熱運動和布朗運動,下列說法正確的是() A.布朗運動是指在顯微鏡中看到的液體分子的無規(guī)則運動 B.布朗運動間接反映了分子在永不停息地做無規(guī)則運動 C.懸浮顆粒越大,同一時刻與它碰撞的液體分子越多,布朗運動越顯著 D.當(dāng)物體溫度達到0 時,物體分子的熱運動就會停止,解析布朗運動是指在顯微鏡中看到的懸浮小顆粒的無規(guī)則運動,A錯誤;布朗運動間接反映了液體分子運動的無規(guī)則性,B正確;懸浮顆粒越大,液體分子對它的撞擊作用的不平衡性越小,布朗運動越不明顯,C錯誤;熱運動在0 時不會停止,D錯誤。,答案
8、B,2.幾組易混概念的辨析 (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,不能說一個系統(tǒng)中含有“多少熱量”或“多少功”。,(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)則運動的激烈程度的標(biāo)志。雖然熱傳遞的前提是兩個系統(tǒng)之間要有溫度差,但是傳遞的是能量
9、,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”。因為放出的熱量,不但和溫度的變化值有關(guān),還和比熱容有關(guān)。總之,熱量和溫度之間雖然有一定的聯(lián)系,但它們是完全不同的兩個物理量。,例2對于熱量、功和物體的內(nèi)能這三個物理量,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
10、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,(3)平衡態(tài)與熱平衡 平衡態(tài)是對某一系統(tǒng)而言的,熱平衡是對兩個接觸的系統(tǒng)而言的;分別處于平衡態(tài)的兩個系統(tǒng)在相互接觸時,它們的狀態(tài)可能會發(fā)生變化,直到溫度相同時,兩系統(tǒng)便達到了熱平衡。達到了熱平衡的兩個系統(tǒng)都處于平衡態(tài)。 3.分子力做功與分子勢能變化 分子勢能與分子間距離(r)的關(guān)系如下: (1)當(dāng)rr0時,分子間表現(xiàn)為引力,分子間距離增大時,分子力做負(fù)功,分子勢能增大,反之減小。 (2)當(dāng)r
11、 (3)當(dāng)r=r0時,分子力為零,分子勢能最小,但不一定為零(這與零勢能面的選取有關(guān))。 (4)分子勢能曲線(設(shè)r處勢能為零)如圖所示。,說明分子勢能的變化與分子力做功的關(guān)系,可用做功與能量變化的關(guān)系來分析。由于勢能具有相對性,所以分子勢能的大小、正負(fù)與零勢能面的選取有關(guān),一般選取無限遠處為零勢能面。因分子間的引力和斥力同時存在,且都隨著間距變化,所以分析分子力做功時,應(yīng)先明確分子力表現(xiàn)為什么力,在間距變化過程中做什么功,再根據(jù)分子力做功情況判斷分子勢能的變化情況。,例3下列四幅圖中,能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是(),解析分子間作用力f的特點是:rr0時
12、f為引力;分子勢能Ep的特點是r=r0時Ep最小,因此只有B項正確。,答案B,考點二固體、液體、氣體,考向基礎(chǔ) 一、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.單晶體具有規(guī)則的幾何形狀,多晶體和非晶體沒有規(guī)則的幾何形狀;晶體有確定的熔點,非晶體沒有確定的熔點。 3.有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌?有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同,這類現(xiàn)象稱為各向異性,非晶體和多晶體在各個方向的物理性質(zhì)都是一樣的,這叫做各向同性。,注意金屬是多晶體,所以它是各向同性的。 二、液體 1.液體分子間距離比氣體分子間距離小得多,
13、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。 2.液體的表面張力 液體表面層分子間距離較大,因此分子間的作用力表現(xiàn)為引力;液體表面存在表面張力,使液體表面繃緊,浸潤與不浸潤也是分子力的表現(xiàn)。 3.液晶 液晶是一種特殊的物質(zhì),它既具有液體的流動性,又具有某些晶體的各向異性,液晶在顯示器方面具有廣泛的應(yīng)用。,三、氣體分子運動的特點 1.氣體分子之間的距離大約是分子直徑的10倍,氣體分子之間的作用力十分微弱,可以忽略不計。 2.氣體分子的速率分布,表現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的統(tǒng)計分布規(guī)律。 3.氣體分子向各個方向運動的機會均等。 4.溫度一定時,某種氣體分子的
14、速率分布是確定的,速率的平均值也是確定的,溫度升高,氣體分子的平均速率增大,但不是每個分子的速率都增大。,四、描述氣體的狀態(tài)參量 1.溫度(T或t) (1)物理意義:宏觀上表示物體的冷熱程度;微觀上標(biāo)志物體分子熱運動的激烈程度,它是物體分子平均動能的標(biāo)志。 (2)兩種溫標(biāo) a.攝氏溫標(biāo)(t):單位。在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰的熔點為0 ,水的沸點為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,只能接近不能達到。 c.兩種溫標(biāo)的關(guān)系:就每分度表示的冷熱差別來說,兩種溫標(biāo)是相同的,只是零值的起點不同,所以二者關(guān)系為T=t+273 K,T=t。,2.體
15、積(V) (1)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。 (2)單位:m3,1 m3=103 L=106 mL。 3.壓強(p) (1)產(chǎn)生的原因 由于大量分子無規(guī)則地運動而碰撞器壁,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的壓強。 (2)決定氣體壓強大小的因素 a.宏觀上:決定于氣體的溫度、體積和物質(zhì)的量。 b.微觀上:決定于分子的平均動能和單位體積的分子數(shù)。 (3)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 (1)對于一定質(zhì)量的氣體,如果溫度、體積、壓強這三個量都不變,我們
16、就說氣體處于一定的狀態(tài)。 (2)一定質(zhì)量的氣體,p與T、V有關(guān)。三個參量中不可能只有一個參量發(fā)生變化,至少有兩個或三個同時改變。,考向突破,考向氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程 1.理想氣體 (1)在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律的氣體叫理想氣體。 (2)實際氣體在溫度不太低、壓強不太大時可當(dāng)做理想氣體處理。,注意理想氣體是不存在的,它是實際氣體在一定程度上的近似,是一種理想化的物理模型,一些不易液化的氣體如氫氣、氧氣、氮氣、氦氣等,在通常溫度、壓強條件下,它們的性質(zhì)近似于理想氣體,可按理想氣體處理。 2.兩種氣體壓強的辨別 (1)大氣壓強 大氣壓強是由于空氣受重力作用緊緊包圍地球而對浸
17、在它里面的物體產(chǎn)生的壓強。 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,因密閉容器中的氣體質(zhì)量一般很小,由氣體自身重力產(chǎn)生的壓強極小,可忽略不計。 氣體壓強是由氣體分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的。 氣體壓強由氣體的體積、溫度和物質(zhì)的量決定。 密閉容器中氣體對器壁的壓強處處相等。,例1關(guān)于壓強下列說法中正確的是() A.大氣壓強是由于地球?qū)Υ髿獾奈a(chǎn)生的 B.密封容器中氣體的壓強是由氣體受到的重力產(chǎn)生的 C.大氣壓強在一定海拔內(nèi)隨高度的增加而減小 D.裝有氣體的密封容器自由下落時壓強將減為零,解析因密閉容器中的氣體質(zhì)量一般很小,由氣體自身重力產(chǎn)生的壓強極小,可
18、以忽略不計,故氣體壓強由氣體分子碰撞器壁產(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。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,3.玻意耳定律 (1)內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度不變的情況下,壓強與體積成反比。 (2)公式:pV=C或p1V1=p2V2。 (3)條件:氣體的質(zhì)量一定,溫度不變。 (4)圖像:一定質(zhì)量的氣體在p-V圖上的等溫線是一條雙曲線,如圖所示, T1
19、氣體,在體積不變的情況下,壓強與熱力學(xué)溫度成正比。 (2)公式:=C或=。 (3)條件:氣體的質(zhì)量一定,體積不變。 (4)圖像:一定質(zhì)量的某種氣體在p-T圖上的等容線是一條過原點的直線,,p-t圖中等容線在t軸上的截距是-273 ,如圖所示,V1
20、、T都可能改變,但壓強跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值不變。 (2)公式:=C或=。,例22014課標(biāo),33(2),10分如圖,兩汽缸A、B粗細(xì)均勻、等高且內(nèi)壁光滑,其下部由體積可忽略的細(xì)管連通;A的直徑是B的2倍,A上端封閉,B上端與大氣連通;兩汽缸除A頂部導(dǎo)熱外,其余部分均絕熱。兩汽缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b,活塞下方充有氮氣,活塞a上方充有氧氣。當(dāng)大氣壓為p0、外界和汽缸內(nèi)氣體溫度均為7 且平衡時,活塞a離汽缸頂?shù)木嚯x是汽缸高度的,活塞b在汽缸正中間。 ()現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣,當(dāng)活塞b恰好升至頂部時,求氮氣的溫度; ()繼續(xù)緩慢加熱,使活塞a上升。當(dāng)活塞a上升的距離是汽缸
21、高度的 時,求氧氣的壓強。,解題導(dǎo)引,解析()活塞b升至頂部的過程中,活塞a不動,活塞a、b下方的氮氣經(jīng)歷等壓過程。設(shè)汽缸A的容積為V0,氮氣初態(tài)體積為V1,溫度為T1;末態(tài)體積為V2,溫度為T2。按題意,汽缸B的容積為V0/4,由題給數(shù)據(jù)和蓋-呂薩克定律有 V1=V0+=V0 V2=V0+V0=V0 = 由式和題給數(shù)據(jù)得 T2=320 K ()活塞b升至頂部后,由于繼續(xù)緩慢加熱,活塞a開始向上移動,直至活,塞上升的距離是汽缸高度的時,活塞a上方的氧氣經(jīng)歷等溫過程。設(shè) 氧氣初態(tài)體積為V1,壓強為p1;末態(tài)體積為V2,壓強為p2。由題給數(shù)據(jù)和玻意耳定律有 V1=V0,p1=p0,V2=V0 p1
22、V1=p2V2 由式得 p2=p0,答案()320 K()p0,考點三熱力學(xué)定律與能量守恒,考向基礎(chǔ) 一、熱力學(xué)定律 1.熱力學(xué)第一定律 (1)內(nèi)容:外界對物體做的功W與物體從外界吸收的熱量Q之和等于物體內(nèi)能的增量U。 (2)表達式:U=W+Q。 (3)符號規(guī)定,2.熱力學(xué)第二定律的兩種表述 (1)熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。 (2)不可能從單一熱庫吸收熱量,使之完全變成功,而不產(chǎn)生其他影響。 二、能量守恒定律 1.能量守恒定律的內(nèi)容: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,或者是從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變。 2.條件性
23、:能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律,某一種形式的能是否守恒是有條件的,例如,機械能守恒定律具有適用條件,而能量守恒定律是無條件的,是一切自然現(xiàn)象都遵守的基本規(guī)律。,3.兩類永動機 (1)第一類永動機:不消耗任何能量,卻源源不斷地對外做功的機器。 違背能量守恒定律,因此不可能實現(xiàn)。 (2)第二類永動機:從單一熱庫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器。 違背熱力學(xué)第二定律,不可能實現(xiàn)。 三、物體內(nèi)能和機械能的區(qū)別,考向突破,考向熱力學(xué)第一定律 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
24、內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化。例如摩擦生熱就是機械能轉(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,是系統(tǒng)內(nèi)分子隨整體的有序運動,轉(zhuǎn)化為另,一系統(tǒng)的分子的無規(guī)則運動的過程,是機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)則運動,從一個系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個系統(tǒng),這種轉(zhuǎn)移
25、也就是系統(tǒng)間的內(nèi)能轉(zhuǎn)換的過程。功是在沒有熱傳遞的過程中,系統(tǒng)能量變化的量度;熱量是在沒有做功的過程中,系統(tǒng)能量變化的量度。 二、熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 在運用熱力學(xué)第一定律的表達式U=W+Q來分析問題時,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等于物體內(nèi)能的增加。,按照符號法則將“+”“-”號代入U=W+Q計算或分析問題,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。,例2014課標(biāo),33
26、(1),6分一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個過程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三個狀態(tài)中,狀態(tài)a分子的平均動能最小,E.b和c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)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項正確。bc過程為等溫變化,壓強減小,體積增大,對外做功,則為吸熱過程,B項錯。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
27、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項錯。溫度是分子平均動能的標(biāo)志,Tapc,顯然E項正確。,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VA。 3.阿伏加德羅常數(shù)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)就可以算出一個分子的質(zhì)量(或一個分子的體積)。 (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
28、出的是一個分子所占據(jù)的體積(活動的空間)。 (3)分子的大小:球模型直徑d=,立方體模型邊長為d=。 (4)物質(zhì)所含的分子數(shù):N=nNA=NA=NA,NA==。,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)一個汞原子的質(zhì)量(用相應(yīng)的字母表示即可); (2)一個汞原子的體積(結(jié)果保留一位有效數(shù)字); (3)體積為1 cm3的汞中汞原子的個數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。,解題導(dǎo)引,解析(1)一個汞原子的質(zhì)量為m0=。 (2)一個汞原子的體積為 V0== = m3210-29 m3。 (3
29、)1 cm3的汞中含汞原子個數(shù) n= =41022。,答案(1)(2)210-29 m3(3)41022,方法2液柱或活塞移動問題的分析方法 用液柱或活塞隔開兩部分氣體,當(dāng)氣體溫度變化時,液柱或活塞是否移動?如何移動? 此類問題的特點是氣體的狀態(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方向比較困難,通常先進行氣體狀態(tài)的假設(shè),然后應(yīng)用查理定律可以簡單地求解。其一般思路為: 1.先假設(shè)液柱或活塞不發(fā)生移動,兩部分氣體均做等容變化。 2.對兩部分氣體分別應(yīng)用查理定律的分比形式p=p,求出每部分氣 體壓強的變化量p,并加以比較。 如果液柱或活塞兩端的橫截面積相等,則若p均大于零,意味著兩部
30、分氣體的壓強均增大,則液柱或活塞向p值較小的一方移動;若p均小,于零,意味著兩部分氣體的壓強均減小,則液柱或活塞向壓強減小量較大的一方(即|p|較大的一方)移動;若p相等,則液柱或活塞不移動。 如果液柱或活塞兩端的橫截面積不相等,則應(yīng)考慮液柱或活塞兩端的受力變化(pS),若p均大于零,則液柱或活塞向pS較小的一方移動;若p均小于零,則液柱或活塞向|pS|值較大的一方移動;若pS相等,則液柱或活塞不移動。,說明要判斷液柱或活塞的移動方向,則需要選擇好研究對象,進行受力分析,綜合應(yīng)用玻意耳定律、查理定律和力學(xué)規(guī)律進行推理和判斷。,例2如圖,一上端開口、下端封閉的細(xì)長玻璃管豎直放置。玻璃管的下部封有
31、長l1=25.0 cm的空氣柱,中間有一段長l2=25.0 cm的水銀柱,上部空氣柱的長度l3=40.0 cm。已知大氣壓強為p0=75.0 cmHg?，F(xiàn)將一活塞(圖中未畫出)從玻璃管開口處緩慢往下推,使管下部空氣柱長度變?yōu)閘1=20.0 cm。假設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣,求活塞下推的距離。,解析以cmHg為壓強單位。在活塞下推前,玻璃管下部空氣柱的壓強為 p1=p0+l2 設(shè)活塞下推后,下部空氣柱的壓強為p1,由玻意耳定律得 p1l1=p1l1 如圖,設(shè)活塞下推距離為l,則此時玻璃管上部空氣柱的長度為 l3=l3+l1-l1-l 設(shè)此時玻璃管上部空氣柱的壓強為p3,則 p3=p1-l2,由玻
32、意耳定律得 p0l3=p3l3 由式及題給數(shù)據(jù)解得 l=15.0 cm,答案15.0 cm,方法3汽缸類問題的解題方法 汽缸類問題是熱學(xué)部分典型的物理綜合題,它需要考查氣體、汽缸或活塞等多個研究對象,涉及熱學(xué)、力學(xué)乃至電學(xué)等物理知識,需要靈活、綜合地應(yīng)用知識來解決問題。 汽缸類問題的幾種常見類型 (1)氣體系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),需綜合應(yīng)用氣體定律和物體的平衡條件解題。 (2)氣體系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡狀態(tài),需要綜合應(yīng)用氣體定律和牛頓運動定律解題。,(3)封閉氣體的容器(如汽缸、活塞、玻璃管等)與氣體發(fā)生相互作用的過程中,如果滿足能量守恒定律的適用條件,可根據(jù)相應(yīng)的能量守恒定律解 題。 (4)兩個或多個
33、汽缸封閉著幾部分氣體,并且汽缸之間相互關(guān)聯(lián)的問題,解答時應(yīng)分別研究各部分氣體,找出它們各自遵循的規(guī)律,并寫出相應(yīng)的方程,還要寫出各部分氣體之間壓強或體積的關(guān)系式,最后聯(lián)立求解。,說明當(dāng)選取力學(xué)研究對象進行分析時,研究對象的選取并不唯一,可以靈活地選取整體或部分為研究對象進行受力分析,列出平衡方程或動力學(xué)方程。,例32014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。開始時氣體壓強為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?，F(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,活塞下降了h/4。若此后外界的溫度變?yōu)門,求重新達到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強始終保持不變,重力加速度大小為g,,解題導(dǎo)引,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,
（課標(biāo)版 5年高考3年模擬A版）2020年物理總復(fù)習(xí) 專題十五 熱學(xué)課件.ppt
