高三物理二輪課件專題七熱學(xué)部分（33）新人教版.ppt

選考部分專題七熱學(xué)部分 選修3 3 基礎(chǔ)回扣1 分子動理論 1 分子動理論的基本觀點是 物體是由大量分子組成的 分子在做運動 分子間存在著和 擴散現(xiàn)象與是分子永不停息地?zé)o規(guī)則運動的實驗基礎(chǔ) 每個分子的運動都不是規(guī)則的 帶有偶然性 大量分子的集體行為受統(tǒng)計 永不停息的無規(guī)則 引力 斥力 布朗運動 規(guī)律支配 表現(xiàn)為 的規(guī)律 布朗運動既不是固體分子的運動 也不是液體分子的運動 它是由于頻繁地撞擊固體小顆粒而引起的小顆粒的運動 2 溫度是分子的標志 物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的動能和之和 3 阿伏加德羅常數(shù) 分子的大小 直徑數(shù)量級為m 分子的質(zhì)量 質(zhì)量數(shù)量級為10 26kg 阿伏加德羅常數(shù)na 6 02 1023mol 1 na 適用于情況 中間多兩頭少 液體分子 平均動能 勢能 10 10 任何 na 適用于 油膜法測分子的直徑 d 2 晶體和液晶 1 晶體的主要特點表現(xiàn)為 具有規(guī)則的幾何形狀 具有性 有一定的熔點 晶體和非晶體并不是絕對的 它們在適當?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化 2 液晶 或者稱為液態(tài)晶體 是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài) 所處的狀態(tài)介于態(tài)和態(tài)之間 液晶的物理性質(zhì)表現(xiàn)為 液晶具有液體的性 液晶具有晶體的光學(xué)性 它的應(yīng)用主要表現(xiàn)在顯示技術(shù) 電子工業(yè) 航空工業(yè) 生物醫(yī)學(xué)等多方面 固體 液體 各向異 固 液 流動 各向異 3 理想氣體和氣體的實驗定律 1 理想氣體的分子模型 理想氣體是為了研究問題的方便而建立的一種理想化模型 其微觀模型是 分子本身無大小 分子間除碰撞外不計分子之間的相互作用力 無分子勢能 內(nèi)能只與溫度有關(guān) 分子間的碰撞看成碰撞 2 玻意耳定律內(nèi)容 一定質(zhì)量理想氣體 在溫度保持不變時 它的壓強和體積成反比 或者說 壓強和體積的保持不變 此即玻意耳定律 數(shù)學(xué)表達式 pv c 常量 或p1v1 p2v2 彈性 乘積 3 查理定律內(nèi)容 一定質(zhì)量的理想氣體 在體積不變的情況下 它的壓強跟成正比 這個規(guī)律叫做查理定律 數(shù)學(xué)表達式 c 對于一定質(zhì)量的理想氣體 在兩個確定的狀態(tài) p1 v0 t1 和 p2 v0 t2 下有 4 蓋 呂薩克定律內(nèi)容 一定質(zhì)量的理想氣體在壓強不變的情況下 它的體積跟成正比 數(shù)學(xué)表達式 當一定質(zhì)量的氣體三個狀態(tài)參量均變化時 三個參量的關(guān)系是 熱力學(xué)溫度 熱力學(xué)溫度 4 熱力學(xué)定律 1 熱力學(xué)第一定律做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能 功 熱量和內(nèi)能之間的關(guān)系可根據(jù)熱力學(xué)第一定律 其表達式為 u q w u q w的符號規(guī)定為 外界對系統(tǒng)做功 w 0 即w為正值 系統(tǒng)對外界做功 也就是外界對系統(tǒng)做負功 w0 即q為正值 外界對系統(tǒng)吸收熱量 也就是系統(tǒng)對外界放出熱量 q 0 即q為負值 從外界吸收 系統(tǒng)內(nèi)能增加 u 0 即 u為正值 系統(tǒng)內(nèi)能減少 u 0 即 u為負值 2 對于理想氣體來說 只要不變 則內(nèi)能不變 3 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律的表述 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體 而不引起其他變化 按熱傳導(dǎo)的性表述 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功 而不引起其他變化 按機械能和轉(zhuǎn)化過程的方向性表述 第二類永動機是的 思路方法兩種微觀模型 溫度 方 向 內(nèi)能 不可能制 成 1 球體模型 適用于固 液體 一個分子的體積v分 d為分子的 2 立方體模型 適用于氣體 一個分子平均占據(jù)空間 v分 d3 d為分子間的 直徑 距離 題型1熱學(xué)基本內(nèi)容的理解例1 2009 淮安市第四次調(diào)研 1 如圖7 1所示 一導(dǎo)熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上 活塞與氣缸壁間的摩擦不計 氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體 現(xiàn)緩慢地向活塞上倒一定質(zhì)量的沙土 忽略環(huán)境溫度的變化 在此過程中 圖7 1 a 氣體的內(nèi)能增大b 氣缸內(nèi)分子平均動能增大c 氣缸內(nèi)氣體分子數(shù)密度增大d 單位時間內(nèi)撞擊氣缸壁單位面積上的分子數(shù)增多 2 下列說法中正確的是 a 布朗運動是分子無規(guī)則運動的反映b 氣體分子間距離減小時 分子間斥力增大 引力增大 c 導(dǎo)熱性能各向同性的固體 一定不是單晶體d 機械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 3 地面上放一開口向上的氣缸 用一質(zhì)量為m 0 8kg的活塞封閉一定質(zhì)量的氣體 不計一切摩擦 外界大氣壓為p0 1 0 105pa 活塞截面積為s 4cm2 重力加速度g取10m s2 則活塞靜止時 氣體的壓強為pa 若用力向下推活塞而壓縮氣體 對氣體做功為6 105j 同時氣體通過氣缸向外傳熱4 2 105j 則氣體內(nèi)能變化為j 解析 1 由于緩慢倒沙土 活塞緩慢下移 封閉氣體的溫度不變 理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān) 溫度與分 子平均動能有關(guān) 故a b錯 由于是等溫變化 由pv k和v減小 氣體分子數(shù)密度增大 c d正確 2 布朗運動是微粒的無規(guī)則運動 它是分子對微粒碰撞的不平衡引起的 是分子無規(guī)則運動的間接反映 a對 氣體分子間距離減小時 引力和斥力都增大 但斥力增大快 b對 3 取活塞為研究對象 受力分析如右圖所示 ps p0s mgp p0 1 0 105pa 1 2 105pa 由熱力學(xué)第一定律知 u q w 6 105j 4 2 105j 1 8 105j 內(nèi)能增加1 8 105j 答案 1 cd 2 ab 3 1 2 10 51 8 105 1 由于熱學(xué)知識比較瑣碎 而且要求都為 級 因此像例題一樣 知識點以選擇題的形式進行拼盤考查多個知識點的可能性很大 因此 在考前復(fù)習(xí)中同學(xué)們要看好教材 熟記一些概念和規(guī)律 2 針對每一部分內(nèi)容 梳理出主干知識框架 記住重要的推論或結(jié)論 預(yù)測演練1 2009 珠海市第二次調(diào)研 1 以下說法正確的有 a 溫度越高 分子的平均動能越大b 分子間距離增大時 分子間的相互作用力減小c 布朗運動反映了懸浮小顆粒內(nèi)部分子的熱運動d 熱量可以從低溫物體傳向高溫物體 而對外界不產(chǎn)生影響 2 如圖7 2所示 一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a變到狀態(tài)b的p t圖線 則在由a到b的過程中 氣體熱量 填 吸收 或 放出 3 一瓶純凈水的體積是600ml 它所包含的水分子數(shù) 圖7 2 目約為個 結(jié)果保留1位有效數(shù)字 已知水的摩爾質(zhì)量為18g mol 阿伏加德羅常數(shù)取6 0 1023mol 1 答案 1 a 2 吸收 3 2 1025 預(yù)測演練2 2009 徐州市第三次調(diào)研 1 以下說法正確的是 a 達到熱平衡的系統(tǒng)內(nèi)部各處都具有相同的溫度b 分子間距增大 分子勢能就一定增大c 浸潤與不浸潤均是分子力作用的表現(xiàn)d 液體的表面層分子分布比液體內(nèi)部密集 分子間的作用力體現(xiàn)為相互吸引 2 某熱機在工作中從高溫?zé)釒煳樟? 106kj的熱量 同時有2 106kj的熱量排放給了低溫?zé)釒?冷凝器或大氣 則在工作中該熱機對外做了kj的功 熱機的效率 3 實驗室內(nèi) 某同學(xué)用導(dǎo)熱性能良好的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體密封在氣缸內(nèi) 活塞與氣缸壁之間無摩擦 活塞的質(zhì)量為m 氣缸內(nèi)部的橫截面積為s 用滴管將水緩慢滴注在活塞上 最終水層的高度為h 如圖7 3所示 在此過程中 若大氣壓強恒為p0 室內(nèi)的溫度不變 水的密度為 重力加速度為g 則 圖7 3 圖示狀態(tài)氣缸內(nèi)氣體的壓強為 以下圖象中能反映密閉氣體狀態(tài)變化過程的是 答案 1 ac 2 6 10675 3 a 題型2熱力學(xué)定律的理解及應(yīng)用 例2 2009 江蘇 12 1 若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變 則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體 下列說法正確的是 a 氣體分子間的作用力增大b 氣體分子的平均速度增大c 氣體分子的平均動能減小d 氣體組成的系統(tǒng)的熵增加 2 若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體 氣泡從湖底上升到湖面的過程中 對外界做了0 6j的功 則此過程中的氣泡 填 吸收 或 放出 的熱量是j 氣泡到達湖面后 溫度上升的過程中 又對外界做了0 1j的功 同時吸收了0 3j的熱量 則此過程中 氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了j 3 已知氣泡內(nèi)氣體的密度為1 29kg m3 平均摩爾質(zhì)量為0 029kg mol 阿伏加德羅常數(shù)na 6 02 1023mol 1 取氣體分子的平均直徑為2 10 10m 若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w 請估算液體體積與原來氣體體積的比值 結(jié)果保留一位有效數(shù)字 解析 1 氣泡上升過程氣泡內(nèi)的壓強減小 溫度不變 由玻意耳定律知 上升過程體積增大 微觀上體現(xiàn)為分子間距增大 分子間引力減小 溫度不變 所以分子的平均動能 平均速度不變 此過程為自發(fā)過程 故熵增大 d正確 2 理想氣體等溫過程中內(nèi)能不變 由熱力學(xué)第一定律 u q w 物體對外做功0 6j 則一定同時從外界吸收熱量0 6j 才能保證內(nèi)能不變 而溫度上升的過程 內(nèi)能增加了0 2j 3 設(shè)氣體體積為v0 液體體積為v1氣體分子數(shù)n 或v1 nd3 則 或 解得 1 10 4 9 10 5 2 10 4都算對 答案 1 d 2 吸收0 60 2 3 1 10 4 1 應(yīng)用熱力學(xué)第一定律的關(guān)鍵是熟記符號法則 q 0 吸熱 q0 外界對物體做功 w0 內(nèi)能增加 u 0 內(nèi)能減少 2 理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān) 預(yù)測演練3 2009 福建 28 1 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與材料科學(xué) 能源的開發(fā)密切相關(guān) 下列關(guān)于材料 能源的說法正確的是 填選項前的編號 化石能源為清潔能源 納米材料的粒度在1 100 m之間 半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能介于金屬導(dǎo)體和絕緣體之間 液晶既有液體的流動性 又有光學(xué)性質(zhì)的各向同性 2 一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中 外界對氣體做功7 0 104j 氣體內(nèi)能減少1 3 105j 則此過程 填選項前的編號 氣體從外界吸收熱量6 0 105j 氣體向外界放出熱量2 0 105j 氣體從外界吸收熱量6 0 104j 氣體向外界放出熱量6 0 104j 解析 1 化石能源為石油 煤 天然氣等 在燃燒過程中能產(chǎn)生二氧化碳 二氧化硫等 能污染環(huán)境 不是清潔能源 納米材料的范圍是1 100nm之間 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于金屬導(dǎo)體和絕緣體之間 液晶是一種特殊的物質(zhì) 既具有液體的流動性 又像某些晶體那樣具有光學(xué)的各向異性 故選 2 由熱力學(xué)第一定律w q uw 7 0 104j u 1 3 105j q 2 0 105j 放熱2 0 105j 故選 答案 1 2 題型3氣體實驗定律的應(yīng)用 例3 2009 煙臺市5月模擬 8分 汽車在高速公路上行駛時 由于輪胎與地面 空氣等之間的摩擦而溫度升高 氣壓增大 會出現(xiàn) 爆胎 現(xiàn)象 有可能導(dǎo)致交通事故的發(fā)生 已知某汽車輪胎所承受的最大壓強為3atm 如果輪胎在常溫25 時充氣氣壓為2 5atm 求 1 汽車在行駛的過程中 輪胎的溫度不能超過多少 不考慮溫度升高時 輪胎容積發(fā)生變化 2 從微觀角度解釋輪胎內(nèi)部氣體壓強變化的原因 3 若氣體吸收的熱量為3j 則氣體內(nèi)能變化了多少 解析 1 設(shè)氣體常溫時的壓強為p1 溫度為t1 達最高溫度時的壓強為p2 溫度為t2由查理定律 2分 代入數(shù)值可得t2 357 6k 1分 所以t t2 273 84 6 1分 2 體積不變 單位體積內(nèi)分子數(shù)不變 溫度升高 分子的平均動能增加 所以壓強增加 2分 3 氣體對外做功為零 據(jù)熱力學(xué)第一定律可知 內(nèi)能增加3j 2分 答案 1 84 6 2 見解析 3 3j 1 在應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程解決問題時 首先要搞清氣體能否看成理想氣體模型 并且要注意熱學(xué)變化過程中的條件 等溫 等壓和等容 基本思路是 確定研究對象求壓強 列氣態(tài)方程求未知量 2 理想氣體 忽略了分子間的勢能 熱量傳遞情況的分析思路 1 由體積變化分析氣體做功情況 體積膨脹 氣體對外做功 氣體被壓縮 外界對氣體做功 2 由溫度變化判斷氣體內(nèi)能變化 溫度升高 氣體內(nèi)能增加 溫度降低 氣體內(nèi)能減小 3 由熱力學(xué)第一定律 u w q判斷氣體是吸熱還是放熱 預(yù)測演練4 2009 濰坊市第二次模擬 如圖7 4所示為一簡易火災(zāi)報警裝置 其原理是 豎直放置的試管中裝有水銀 當溫度升高時 水銀柱上升 使電路導(dǎo)通 蜂鳴器發(fā)出報警的響聲 27 時 被封閉的理想氣體氣柱長l1為20cm 水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離l2為5cm 圖7 4 1 當溫度達到多少攝氏度時 報警器會報警 解析 1 溫度升高時 下端氣體等壓變化解得t2 375k 即t2 102 2 由玻意耳定律 同樣溫度下 大氣壓降低則下端氣柱變長 即v1變大 而剛好報警時v2不變 由可知 t2變小 即報警溫度降低 答案 1 102 2 報警溫度降低 2 如果大氣壓降低 試分析說明該報警器的報警溫度會受到怎樣的影響 題型4阿伏加德羅常數(shù)及微觀量的計算 例4 2009 長春 哈爾濱 沈陽 大連第三次聯(lián)考 若以m表示氧氣的摩爾質(zhì)量 表示標準狀況下氧氣的密度 na表示阿伏加德羅常數(shù) 則 a 每個氧氣分子的質(zhì)量為b 在標準狀況下每個氧氣分子的體積為c 單位質(zhì)量的氧氣所含氧氣分子個數(shù)為d 在標準狀況下單位體積的氧氣所含氧氣分子個數(shù)為 解析由于氣體分子間距較大 每個氧氣分子的質(zhì)量為 但是表示的是一個氧氣分子所占空間的體積 a對b錯 同理可知c正確 而d應(yīng)該是 d錯 答案ac 1 對液體 固體來說 微觀模型是 分子緊密排列 將物質(zhì)的摩爾體積分成na等份 每一等份就是一個分子 在估算分子直徑時 設(shè)想分子是一個一個緊挨的小球 在估算分子間距離時 設(shè)想每一個分子是一個正立方體 正立方體的邊長即為分子間距離 2 氣體分子不是緊密排列的 所以上述模型對氣體不適用 但上述模型可以用來估算分子間平均距離 預(yù)測演練5 2009 聊城市高考模擬二 1 要估算氣體分子間的平均距離 需選用組物理量 a 阿伏加德羅常數(shù) 氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量b 阿伏加德羅常數(shù) 氣體的摩爾質(zhì)量和密度c 阿伏加德羅常數(shù) 氣體的質(zhì)量和體積d 氣體的密度 體積和摩爾質(zhì)量 2 如圖7 5所示 一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b 再由b變化到c 已知狀態(tài)a的溫度為300k 求氣體在狀態(tài)b的溫度 由狀態(tài)b變化到狀態(tài)c的過程中 氣體是吸熱還是放熱 簡要說明理由 圖7 5 解析 2 由理想氣體的狀態(tài)方程得氣體在狀態(tài)b的溫度tb 1200k 由狀態(tài)b c 氣體做等容變化 由查理定律得 600k故氣體由b到c為等容變化 不做功 但溫度降低 內(nèi)能減小 根據(jù)熱力學(xué)第一定律 u w q 可知氣體要放熱 答案 1 b 2 1200k 放熱理由見解析 1 2009 四川 16 關(guān)于熱力學(xué)定律 下列說法正確的是 a 在一定條件下物體的溫度可以降到0kb 物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功c 吸收了熱量的物體 其內(nèi)能一定增加d 壓縮氣體總能使氣體的溫度升高 解析絕對零度只能無限趨近 永遠無法達到 a錯誤 物體從單一熱源吸收的熱量可以全部用來對外做功 只不過會引起其他變化 b正確 能的變化決定于做功和熱傳遞兩個方面 單純吸收熱量或者對物體做功 物體的內(nèi)能都不一定增加 c d錯 b 2 2009 福建省第二次質(zhì)檢 1 小草 樹葉上的小露珠常呈球形 其主要原因是 a 受到重力的作用b 因為表面張力的作用c 重力和大氣壓力的同時作用d 重力和表面張力互相平衡 2 科學(xué)考察隊到某一地區(qū)進行考察時攜帶一種測量儀器 該儀器導(dǎo)熱性能良好 且內(nèi)部密閉有一定質(zhì)量的氣體 可視為理想氣體 儀器的部分參數(shù)為 環(huán)境溫度為27 時 內(nèi)部的氣體壓強為1 0 105pa 若該地區(qū)的氣溫為 23 不考慮密閉氣體的體積變化 則該儀器的內(nèi)部氣體壓強為 a 8 3 104pab 8 5 104pac 9 9 104pad 1 2 105pa 答案 1 b 2 a 3 2009 南平市適應(yīng)性考試 1 根據(jù)下面哪組數(shù)據(jù)可算出阿伏加德羅常數(shù) a 水的密度和水的摩爾質(zhì)量b 水分子的質(zhì)量和水的摩爾質(zhì)量c 水分子的體積和水分子的質(zhì)量d 水的摩爾質(zhì)量和水分子的體積 2 在溫度均勻且恒定的水池中 有一小氣泡正在緩慢向上浮起 體積逐漸膨脹 在氣泡上浮的過程中 氣泡內(nèi)的氣體 a 向外界放出熱量b 與外界不發(fā)生熱傳遞 其內(nèi)能不變c 對外界做功 其內(nèi)能減少d 對外界做功 同時從水中吸收熱量 其內(nèi)能不變 答案 1 b 2 d 4 2009 杭州市模擬一 如圖7 6所示 一個質(zhì)量不變的活塞 將一定量的氣體封閉在上端開口的直立圓筒形金屬氣缸內(nèi) 活塞以上部分注滿機油 最初活塞靜止 現(xiàn)設(shè)法使周圍環(huán)境的溫度緩慢升高 t 活塞因此緩慢上升 隨后到達新的位置靜止 在溫度升高 t的過程中 以下說法正確的是 圖7 6 a 缸內(nèi)氣體壓強增大b 缸內(nèi)氣體對外做功c 缸內(nèi)氣體分子平均動能增大d 缸內(nèi)氣體從外界吸熱 解析因為溫度升高時 活塞上移 機油溢出 p p0 機油質(zhì)量減小 p減小 a錯 c對 氣體膨脹對外做功 b對 理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān) 內(nèi)能增大 而氣體又對外做功 由熱力學(xué)第一定律可知氣體從外界吸熱 d對 答案bcd 5 2009 江西省名校模擬高考信息卷 在一個溫度均勻的純凈水杯中 一個可視作理想氣體的小氣泡在水中緩慢上升 若氣泡內(nèi)的氣體質(zhì)量保持不變 氣泡在上升過程中 a 氣體分子運動的平均速率減少b 氣體向外界放熱c 氣體對外做功d 氣體和水總的重力勢能將減少 解析氣泡緩慢上升的過程中 溫度保持不變 壓強減小 體積增大 根據(jù)熱力學(xué)定律可知氣體對外做功 故c正確 吸熱 溫度保持不變 故b錯誤 氣體分子熱 運動的平均速率不變 故a錯誤 氣體上升 同體積的水在下降 總重力勢能將減小 故d正確 答案cd 6 2009 武漢市5月模擬 如圖7 7所示 固定在水平面上的氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體 氣缸壁和活塞絕熱性能良好 氣缸內(nèi)氣體分子間相互作用的勢能忽略不計 則以下說法正確的是 a 使活塞向左移動 氣缸內(nèi)氣體分子的平均動能增大b 使活塞向左移動 氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能不變 圖7 7 c 使活塞向右移動 氣缸內(nèi)每個氣體分子的動能都減小d 使活塞向右移動 氣缸內(nèi)所有氣體分子撞擊氣缸壁的作用力都減小 解析活塞左移 對氣體做功 內(nèi)能增大 溫度升高 a對 b錯 活塞右移 氣體對外界做功 溫度降低 平均動能減小 對氣缸壁撞擊的分子的平均作用力減小 c d錯 答案a 7 2009 大連市第二次模擬 1 水的摩爾質(zhì)量為18g 密度為1 103kg m3 阿伏加德羅常數(shù)約取6 1023mol 1 則估算每個水分子的質(zhì)量為kg 單位體積內(nèi)水分子的個數(shù)有個 結(jié)果均保留1位有效數(shù)字 2 如圖7 8所示 在一根一端封閉且粗細均勻的長玻璃管中用水銀柱將管內(nèi)一部分空氣密封 當管口向上豎直放置時 管內(nèi)空氣柱的長度l1為0 30m 壓強為1 40 105pa 溫度為27 當管內(nèi)空氣柱的溫度下降到 3 時 若將玻璃管開口向下豎直放置 水銀沒有溢出 求 圖7 8 待水銀柱穩(wěn)定后 空氣柱的長度l2是多少米 大氣壓強p0 1 00 105pa 整個狀態(tài)變化過程中氣體對外做功還是外界對氣體做功 說明理由 解析 1 3 10 263 1028 2 p1 1 40 105pa v1 l1s t1 273 27 k 300k設(shè)水銀柱的壓強為p3p3 p1 p0 1 40 105 1 00 105 pa 0 40 105pap2 p0 p3 1 00 105 0 40 105 pa 0 60 105pav2 l2s t2 270k代入 解得l2 0 63m 初 末狀態(tài)對氣體的體積增大了 所以氣體對外做功 答案 1 3 10 263 1028 2 0 63m 初 末狀態(tài)氣體的體積增大了 所以氣體對外做功 8 2009 曲阜師大附中高三高考模擬 為適應(yīng)太空環(huán)境 去太空旅行的航天員都要穿航天服 航天服有一套生命保障系統(tǒng) 為航天員提供合適的溫度 氧氣和氣壓 讓航天員在太空中如同在地面上一樣 假如在地面上航天服內(nèi)氣壓為1atm 氣體體積為2l 到達太空后由于外部氣壓低 航天服急劇膨脹 內(nèi)部氣體體積變?yōu)?4l 使航天服達到最大體積 若航天服內(nèi)氣體的溫度不變 將航天服視為封閉系統(tǒng) 1 求此時航天服內(nèi)的氣體壓強 并從微觀角度解釋壓強變化的原因 2 由地面到太空過程中航天服內(nèi)氣體吸熱還是放熱 為什么 3 若開啟航天服封閉系統(tǒng)向航天服內(nèi)充氣 使航天服內(nèi)的氣壓恢復(fù)到0 9atm 則需補充1atm的等溫氣體多少升 解析 1 對航天服內(nèi)氣體 開始時壓強為p1 1atm 體積為v1 2l 到達太空后壓強為p2 氣體體積為v2 4l 由等溫變化的玻意耳定律 p1v1 p2v2 解得p2 0 5atm航天服內(nèi) 溫度不變 氣體分子平均動能不變 體積膨脹 單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少 單位時間撞擊到單位面積上的分子數(shù)減少 故壓強減小 2 航天服內(nèi)氣體吸熱 因為體積膨脹對外做功 而航天服內(nèi)氣體溫度不變 即氣體內(nèi)能不變 由熱力學(xué)第一定律可得氣體吸熱 3 設(shè)需補充1atm體積為v 的氣體 達到的壓強為p3 0 9atm 取總氣體為研究對象p1 v1 v p3v2解得v 1 6l 答案 1 0 5atm原因見解析 2 吸熱原因見解析 3 1 6l 9 2009 鞍山市第二次質(zhì)量調(diào)查 一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程如圖7 9所示 第1種變化是從a到b 第2種變化是從a到c 比較兩種變化過程 則 a a到c過程氣體吸收熱量較多b a到b過程氣體吸收熱量較多c 兩個過程氣體吸收熱量一樣d 兩個過程氣體內(nèi)能增加相同 圖7 9 2 如圖7 10所示 粗細均勻的長為h2 30cm的直玻璃管一端開口一端封閉 現(xiàn)讓開口端向下豎直插入一水銀槽中 封住一段空氣柱 使管頂高出槽中水銀面h1 25cm 管內(nèi)水銀面比槽內(nèi)水銀面高h 5cm 當時的溫度為7 要使管中空氣柱占滿整個玻璃管 需要把管內(nèi)空氣柱加熱到多少攝氏度 槽內(nèi)水銀面位置可視為不變 大氣壓強為p0 75cmhg 圖7 10 解析 1 由理想氣體方程可知p 再從圖中可知oa為等容變化 ab過程體積變小 外界對氣體做功 ac過程體積變大