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文檔簡介
熱學第1講分子動理論內(nèi)能基礎(chǔ)再現(xiàn)對點自測知識清單一、分子動理論1.物體是由大量分子組成的(1)分子的大?、僖话惴肿又睆降臄?shù)量級:________m;②估測的方法___________.(2)一般分子質(zhì)量的數(shù)量級:________kg;(3)阿伏加德羅常數(shù):1mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù),用符號NA表示,NA=___________mol-1.10-10
10-26
油膜法6.02×1023
二、溫度1.意義:宏觀上表示物體的冷熱程度(微觀上標志物體中分子平均動能的大小).2.兩種溫標(1)攝氏溫標t:單位℃,在1個標準大氣壓下,水的________作為0℃,沸點作為100℃,在0℃~100℃之間等分100份,每一份表示1℃.(2)熱力學溫標T:單位K,把___________℃作為0K.(3)就每一度表示的冷熱差別來說,兩種溫度是相同的,即ΔT=Δt.只是零值的起點不同,所以二者關(guān)系式為________________.(4)絕對零度(0K):是低溫極限,只能接近不能達到,所以熱力學溫度無負值.凝固點-273.15
T=t+273.15三、內(nèi)能1.分子平均動能所有分子動能的平均值._____是分子平均動能的標志.2.分子勢能由分子間_________決定的能,在宏觀上分子勢能與物體____有關(guān),在微觀上與分子間的______有關(guān).3.物體的內(nèi)能(1)內(nèi)能:物體中所有分子的___________與_________的總和.(2)決定因素:_____、______和物質(zhì)的量.溫度相對位置體積距離熱運動動能分子勢能溫度體積熱身體驗1-2.下列關(guān)于布朗運動的說法,正確的是(
)A.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動B.液體溫度越高,懸浮粒子越大,布朗運動越劇烈C.布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的D.布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋×W幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬?.關(guān)于熱力學溫度與攝氏溫度,下列說法正確的是(
)A.-33.15℃小于33.15KB.溫度變化1℃,也就是溫度變化1KC.攝氏溫度和熱力學溫度的零度是相同的D.溫度由t℃升到2t℃時,對應(yīng)的熱力學溫度由TK升至2TK要點二、微觀分子熱運動與其宏觀表現(xiàn)的關(guān)系1.布朗運動的理解(1)研究對象:懸浮在液體、氣體中的小顆粒.(2)特點:①永不停息②無規(guī)則③顆粒越小,現(xiàn)象越明顯④溫度越高,運動越激烈⑤肉眼看不到(3)成因:布朗運動是由于液體分子無規(guī)則運動對小顆粒撞擊力的不平衡引起的,是分子無規(guī)則運動的反映.2.布朗運動與擴散現(xiàn)象的異同(1)它們都反映了分子在永不停息地做無規(guī)則運動.(2)它們都隨溫度的升高而表現(xiàn)得更明顯.(3)布朗運動只能在液體、氣體中發(fā)生,而擴散現(xiàn)象可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間.3.布朗運動和分子熱運動的比較即時應(yīng)用2下列有關(guān)擴散現(xiàn)象與布朗運動的敘述中,錯誤的是(
)A.擴散現(xiàn)象與布朗運動都能說明分子在做永不停息的無規(guī)則運動B.擴散現(xiàn)象與布朗運動沒有本質(zhì)的區(qū)別C.擴散現(xiàn)象突出說明了物質(zhì)的遷移規(guī)律,布朗運動突出說明了分子運動的無規(guī)則性規(guī)律D.擴散現(xiàn)象和布朗運動都與溫度有關(guān)三、分子力、分子勢能和分子動能1.分子間的相互作用力分子力是引力與斥力的合力.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大,但總是斥力變化得較快,如圖所示.(1)當r=r0時,F(xiàn)引=F斥,F(xiàn)=0;(2)當r<r0時,F(xiàn)引和F斥都隨距離的減小而增大,但F引<F斥,F(xiàn)表現(xiàn)為斥力;(3)當r>r0時,F(xiàn)引和F斥都隨距離的增大而減小,但F引>F斥,F(xiàn)表現(xiàn)為引力;(4)當r>10r0(10-9m)時,F(xiàn)引和F斥都已經(jīng)十分微弱,可以認為分子間沒有相互作用力(F=0).即時應(yīng)用3
(2013·北京四中高三模擬)如圖所示,用F表示兩分子間的作用力,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都是先增大后減小四、物體的內(nèi)能和機械能的比較即時應(yīng)用4
(2013·泉州模擬)下列說法中正確的是(
)A.物體自由下落時速度增大,所以物體內(nèi)能也增大B.物體的機械能為零時內(nèi)能也為零C.物體的體積減小溫度不變時,物體內(nèi)能一定減小D.氣體體積增大時氣體分子勢能一定增大5.誤差分析(1)純油酸體積的計算引起誤差.(2)油膜面積的測量引起誤差主要是有兩個方面:①油膜形狀的畫線誤差;②數(shù)格子法本身是一種估算的方法,自然會帶來誤差.考點探究講練互動例1【答案】
B【方法總結(jié)】由宏觀量通過阿伏加德羅常數(shù)作橋梁,便可求出微觀量.應(yīng)用公式時一定要注意各量的物理意義.考點2分子力、分子力做功和分子勢能
(2012·高考海南卷改編)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示,曲線與r軸交點的橫坐標為r0.相距很遠的兩分子在分子力作用下,由靜止開始相互接近.若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零,下列說法錯誤的是(
)A.在r>r0階段,F(xiàn)做正功,分子動能增加,勢能減小B.在r<r0階段,F(xiàn)做負功,分子動能減小,勢能也減小C.在r=r0時,分子勢能最小,動能最大D.分子動能和勢能之和在整個過程中不變例2【解析】由Ep-r圖可知:在r>r0階段,當r減小時F做正功,分子勢能減小,分子動能增加,故選項A正確.在r<r0階段,當r減小時F做負功,分子勢能增加,分子動能減小,故選項B錯誤.在r=r0時,分子勢能最小,動能最大,故選項C正確.在整個相互接近的過程中分子動能和勢能之和保持不變,故選項D正確.【答案】
B考點3對物體內(nèi)能的認識(1)氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運動動能和勢能的總和,其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān),分子熱運動的平均動能與分子勢能分別取決于氣體的(
)A.溫度和體積
B.體積和壓強C.溫度和壓強
D.壓強和溫度(2)1g100℃的水和1g100℃的水蒸氣相比較,下列說法是否正確?①分子的平均動能和分子的總動能都相同.②它們的內(nèi)能相同.例3【解析】
(1)由于溫度是分子平均動能的標志,所以氣體分子的動能宏觀上取決于溫度;分子勢能是由分子間作用力和分子間距離共同決定的,宏觀上取決于氣體的體積.因此選項A正確.(2)①溫度相同則說明它們的分子平均動能相同;又因為1g水和1g水蒸氣的分子數(shù)相同,因而它們的分子總動能相同,所以①說法正確;②當100℃的水變成100℃的水蒸氣時,該過程吸收熱量,內(nèi)能增加,所以1g100℃的水的內(nèi)能小于1g100℃的水蒸氣的內(nèi)能,故②說法錯誤.【答案】
(1)A
(2)見解析考點4油膜法估測分子大小
在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中,有下列實驗步驟:①往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水,待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上.②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定.③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上,計算出油膜的面積,根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小.④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù),由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積.例4⑤將玻璃板放在淺盤上,然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上.完成下列填空:(1)上述步驟中,正確的順序是________.(填寫步驟前面的數(shù)字)(2)將1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液;測得1cm3的油酸酒精溶液有50滴.現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上,測得所形成的油膜的面積是0.13m2.由此估算出油酸分子的直徑為________m.(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)【答案】
(1)④①②⑤③
(2)5×10-10思維建模
建立分子模型估算分子大小【范例】
(14分)某房間的地面面積是15m2,高3m①.已知空氣的平均摩爾質(zhì)量為2.9×10-2kg/mol②.若房間內(nèi)所有水蒸氣凝化成水后的體積為103cm3,已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3③,水的摩爾質(zhì)量Mmol=1.8×10-2kg④.(1)求房間內(nèi)空氣的質(zhì)量.(2)估算相鄰水分子間的平均距離⑤.(保留兩位有效數(shù)字)技法提煉思維升華尋規(guī)探法批注①②:根據(jù)已知條件欲求房間內(nèi)空氣質(zhì)量,必須知道氣體的摩爾體積(這是本題的隱含條件),因為是估算,可將房間內(nèi)空氣看做是標準狀況;批注③④:根據(jù)已知條件,利用阿伏加德羅常數(shù)可求出10cm3內(nèi)水分子的個數(shù);批注⑤:若把水分子看做球形,分子距離即為水分子直徑;若把水分子看做立方體,分子距離即為立方體的邊長.【答案】
(1)58kg
(2)①建立球模型:水分子的直徑為3.9×10-10m
②建立立方體模型:水分子的直徑為3.1×10-10m第2講固體、液體與氣體考點1固體和液體1.晶體與非晶體(1)固體分為_____和________兩類.晶體分_______和_______.(2)單晶體具有_____的幾何形狀,多晶體和非晶體________的幾何形狀;晶體有______的熔點,非晶體_________的熔點.(3)單晶體具有各向______,多晶體和非晶體具有各向_____.晶體非晶體單晶體多晶體規(guī)則無一定確定無確定異性同性2.液體(1)液體的表面張力.①概念:液體表面存在的收縮力.②作用:液體的___________使液面具有收縮到表面積最小的趨勢.③方向:表面張力跟液面_____,且跟這部分液面的分界線____.④大?。阂后w的溫度越高,表面張力____;液體中溶有雜質(zhì)時,表面張力_____;液體的密度越大,表面張力_____.表面張力相切垂直越小變小越大(2)液晶.①液晶表現(xiàn)出來的特性跟液晶內(nèi)部分子以及分子排列的______有關(guān).②液晶分子的位置無序使它像____,排列有序使它像_____;③液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響下_________.有序性液體晶體發(fā)生改變3.飽和汽濕度(1)飽和汽與未飽和汽.①飽和汽:跟液體處于_________的氣體.②未飽和汽:未達到_____的氣體.(2)飽和汽壓.①定義:飽和汽產(chǎn)生的_____.②特點:飽和汽壓隨溫度而變.溫度越高,飽和汽壓_____,相同溫度下越容易蒸發(fā)的液體,飽和汽壓越大.動態(tài)平衡飽和壓強越大(3)濕度.①絕對濕度:空氣中所含_______的壓強.②相對濕度:在某一溫度下,空氣中的水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和汽壓之比,即相對濕度(B)=水蒸氣1.對晶體與非晶體的進一步說明(1)同一種物質(zhì)在不同的條件下可能是晶體也可能是非晶體,晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.(2)晶體中的多晶體具有各向同性,晶體中的單晶體具有各向異性,但單晶體并不一定在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性.2.對液體性質(zhì)的三點說明(1)液體表面層、附著層的分子結(jié)構(gòu)特點是導致表面張力、浸潤和不浸潤現(xiàn)象、毛細現(xiàn)象等現(xiàn)象的根本原因.(2)同一種液體,對一些固體是浸潤的,對另一些固體可能不浸潤.(3)液體沸騰的條件是飽和汽壓和外部壓強相等.考點2氣體1.氣體的狀態(tài)參量(1)_______;(2)________;(3)_______.
壓強體積溫度2.氣體的壓強(1)產(chǎn)生原因:由于氣體分子無規(guī)則的熱運動,大量的分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的.(2)大小:大量氣體分子作用在器壁單位面積上的___________.公式:平均作用力3.氣體實驗定律(1)等溫變化——玻意耳定律.①內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在_______不變的情況下,壓強與體積成_____.②公式:____________或pV=C(常量).(2)等容變化——查理定律.①內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在______不變的情況下,壓強與熱力學溫度成_______.②公式:____________或(常量).③推論式:溫度反比p1V1=p2V2體積正比(3)等壓變化——蓋呂薩克定律.①內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在______不變的情況下,其體積與熱力學溫度成______.②公式:________或(常量).③推論式:壓強正比4.理想氣體狀態(tài)方程(1)理想氣體:在任何溫度、任何壓強下都遵從_____________的氣體.(2)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程:氣體實驗定律1.氣體和氣體分子運動的特點分子很小,間距很大,除碰撞外,不受力,做勻速直線運動分子密度大,碰撞頻繁,分子運動雜亂無章分子能充滿到達的空間,向各個方向運動的分子數(shù)相等,分子速率分布“中間多,兩頭少”理想性現(xiàn)實性規(guī)律性2.對氣體實驗定律的微觀解釋(1)一定質(zhì)量的理想氣體,分子的總數(shù)是一定的,在溫度保持不變時,分子的平均動能保持不變.氣體的體積減小時,分子的密集程度增大,氣體的壓強就增大,反之情況相反,所以氣體的壓強與體積成反比.這就是等溫變化.(2)一定質(zhì)量的理想氣體,體積保持不變,分子的密集程度保持不變,當溫度升高時,分子的平均動能增大,因而氣體壓強增大.溫度降低時,情況相反.這就是等容變化.(3)一定質(zhì)量的理想氣體,溫度升高時,分子的平均動能增大.要保持壓強不變,只有增大氣體體積,減小分子的密集程度才行.這就是等壓變化.3.一定質(zhì)量的氣體不同圖像的比較類別圖線特點舉例p-VpV=CT(其中C為恒量),即pV之積越大的等溫線溫度越高,線離原點越遠pT2>T1OT2T1VpT2>T1OT2T11/V過程等溫過程類別圖線特點舉例p-TV-TpV2<V1OV2V1TVp2<p1Op2p1T過程等容過程等壓過程固體、液體的性質(zhì)【例證1】(2011·山東高考)人類對物質(zhì)屬性的認識是從宏觀到微觀不斷深入的過程,以下說法正確的是()A.液晶的分子勢能與體積有關(guān)B.晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的C.溫度升高,每個分子的動能都增大D.露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下三點:(1)晶體和非晶體的性質(zhì),多晶體與單晶體的區(qū)別.(2)固體和液體的內(nèi)能與體積及溫度有關(guān).(3)液體的性質(zhì)與其對應(yīng)的現(xiàn)象.【自主解答】選A、D.液晶是一類處于液態(tài)和固態(tài)之間的特殊物質(zhì),其分子間的作用力較強,在體積發(fā)生變化時需要考慮分子間力的作用,分子勢能和體積有關(guān),A正確.晶體分為單晶體和多晶體,單晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性,多晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性,B錯誤.溫度升高時,分子的平均動能增大,但不是每一個分子動能都增大,C錯誤.露珠由于受到表面張力的作用,表面積有收縮到最小的趨勢即呈球狀,D正確.【總結(jié)提升】解答本題的關(guān)鍵在于搞清晶體、非晶體、液晶及液體的特性.理解好分子勢能、分子動能的概念及其影響因素.對易錯選項及錯誤原因具體分析如下:氣體狀態(tài)變化的圖像問題【例證2】(2011·上海高考)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a沿直線變化到狀態(tài)b,在此過程中,其壓強()A.逐漸增大B.逐漸減小C.始終不變D.先增大后減小【解題指南】解答本題時可根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程及體積和溫度的變化情況,確定壓強如何變化.【自主解答】選A.由理想氣體狀態(tài)方程可得,氣體的壓強由圖像可知,氣體的溫度升高,體積減小,所以氣體的壓強逐漸增大,故A正確.B、C、D錯誤.【總結(jié)提升】氣體狀態(tài)變化的圖像的應(yīng)用技巧(1)求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題,應(yīng)當明確圖像上的點表示一定質(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)參量;圖像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)在V-T圖像(或p-T圖像)中,比較兩個狀態(tài)的壓強(或體積)大小,可以比較這兩個狀態(tài)到原點連線的斜率的大小,其規(guī)律是:斜率越大,壓強(或體積)越??;斜率越小,壓強(或體積)越大.氣體實驗定律的應(yīng)用【例證3】(2011·新課標全國卷)(9分)如圖,一上端開口,下端封閉的細長玻璃管,下部有長l1=66cm的水銀柱,中間封有長l2=6.6cm的空氣柱,上部有長l3=44cm的水銀柱,此時水銀面恰好與管口平齊.已知大氣壓強為p0=76cmHg.如果使玻璃管繞底端在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動一周,求在開口向下和轉(zhuǎn)回到原來位置時管中空氣柱的長度.封入的氣體可視為理想氣體,在轉(zhuǎn)動過程中沒有發(fā)生漏氣.【解題指南】解答本題時可選取封閉氣體為研究對象,注意玻璃管轉(zhuǎn)動過程中開口向上、向下兩位置封閉氣體壓強的求解,并在這兩個位置應(yīng)用玻意耳定律列出方程.【規(guī)范解答】設(shè)玻璃管開口向上時,空氣柱的壓強為p1=p0+ρgl3①(1分)式中,ρ和g分別表示水銀的密度和重力加速度.玻璃管開口向下時,原來上部的水銀有一部分會流出,封閉端會有部分真空.設(shè)此時開口端剩下的水銀柱長度為x,則p2=ρgl1,p0=p2+ρgx②(1分)式中,p2為管內(nèi)空氣柱的壓強.由玻意耳定律有p1l2S=p2hS③(2分)式中,h是此時空氣柱的長度,S為玻璃管的橫截面積,由①②③式和題干條件得h=12cm(1分)從開始轉(zhuǎn)動一周后,設(shè)空氣柱的壓強為p3,則p3=p0+ρgx④(1分)由玻意耳定律得p1l2S=p3h′S⑤(2分)式中,h′是此時空氣柱的長度,解得h′=9.2cm(1分)答案:12cm9.2cm【總結(jié)提升】應(yīng)用氣體定律或狀態(tài)方程解題的一般步驟(1)明確研究對象(即選取一定質(zhì)量的氣體);(2)確定氣體在始、末狀態(tài)的參量;(3)結(jié)合氣體定律或狀態(tài)方程列式求解;(4)討論結(jié)果的合理性.1.(2011·福建高考)如圖所示,曲線M、N分別表示晶體和非晶體在一定壓強下的熔化過程,圖中橫軸表示時間t,縱軸表示溫度T,從圖中可以確定的是()A.晶體和非晶體均存在固定的熔點T0B.曲線M的bc段表示固液共存狀態(tài)C.曲線M的ab段、曲線N的ef段均表示固態(tài)D.曲線M的cd段、曲線N的fg段均表示液態(tài)【解析】選B.由圖像可知曲線M表示晶體,bc段表示晶體熔化過程,處于固液共存狀態(tài),B對;N表示非晶體,沒有固定的熔點,A錯;由于非晶體沒有一定的熔點而是逐步熔化,因此C、D錯.2.2010年諾貝爾物理學獎授予安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究.他們通過透明膠帶對石墨進行反復的粘貼與撕開使得石墨片的厚度逐漸減小,最終尋找到了厚度只有0.34nm的石墨烯,是碳的二維結(jié)構(gòu).如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu),根據(jù)以上信息和已學知識判斷,下列說法中正確的是()A.石墨是晶體,石墨烯是非晶體B.石墨是單質(zhì),石墨烯是化合物C.石墨、石墨烯與金剛石都是晶體D.他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的【解析】選C、D.石墨、石墨烯、金剛石都是晶體且都為單質(zhì),A、B錯誤,C正確.兩位科學家是通過物理變化的方法獲得石墨烯的,D正確.3.關(guān)于氣體的壓強,下列說法中正確的是()A.氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力B.氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均作用力C.氣體分子熱運動的平均動能減小,氣體的壓強一定減小D.單位體積的氣體分子數(shù)增加,氣體的壓強一定增大【解析】選A.由氣體壓強的微觀解釋知,A對,B錯;氣體壓強的大小與氣體分子的平均動能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)兩個因素有關(guān),C、D均錯.4.(2012·南京模擬)一定質(zhì)量的理想氣體,經(jīng)等溫壓縮,氣體的壓強增大,用分子動理論的觀點分析,這是因為()A.氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大B.單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多C.氣體分子的總數(shù)增加D.氣體分子的密度增大【解析】選B、D.理想氣體經(jīng)等溫壓縮,壓強增大,體積減小,分子密度增大,則單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多,但氣體分子每次碰撞器壁的沖力不變,故B、D正確,A、C錯誤.5.(1)干濕泡溫度計通常由干泡溫度計和濕泡溫度計組成,由于蒸發(fā)_____,濕泡所示的溫度_____(選填“大于”或“小于”)干泡所示的溫度.干濕泡溫度計溫差的大小與空氣濕度有關(guān),溫度相差越大,說明空氣越_____(選填“干燥”或“潮濕”).(2)如圖所示,在針管中封閉有一定質(zhì)量的氣體,當溫度不變時,用力壓活塞使氣體的體積減小,則管內(nèi)氣體的壓強____(選填“變大”或“變小”),按照氣體分子熱運動理論從微觀上解釋,這是因為____.【解析】(1)干濕泡溫度計通常由干泡溫度計和濕泡溫度計組成,其中一只溫度計的玻璃泡外包著紗布,紗布的另一端浸在水中.由于蒸發(fā)吸熱,濕泡所示的溫度小于干泡所示的溫度.蒸發(fā)的快慢與空氣的濕度有關(guān),也與氣溫有關(guān).(2)溫度不變,體積減小,則壓強增大.這是因為氣體溫度不變,分子平均動能不變,而分子的密集程度增大,單位時間內(nèi)對容器壁單位面積的碰撞次數(shù)增多,故壓強增大.答案:(1)吸熱小于干燥(2)變大分子密集程度增大6.(2011·海南高考)(1)關(guān)于空氣濕度,下列說法正確的是_______(填入正確選項前的字母).A.當人們感到潮濕時,空氣的絕對濕度一定較大B.當人們感到干燥時,空氣的相對濕度一定較小C.空氣的絕對濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強表示D.空氣的相對濕度定義為水的飽和蒸汽壓與相同溫度時空氣中所含水蒸氣的壓強之比(2)如圖,容積為V1的容器內(nèi)充有壓縮空氣.容器與水銀壓強計相連,壓強計左右兩管下部由軟膠管相連.氣閥關(guān)閉時,兩管中水銀面等高,左管中水銀面上方到氣閥之間空氣的體積為V2.打開氣閥,左管中水銀下降;緩慢地向上提右管,使左管中水銀面回到原來高度,此時右管與左管中水銀面的高度差為h.已知水銀的密度為ρ,大氣壓強為p0,重力加速度為g;空氣可視為理想氣體,其溫度不變.求氣閥打開前容器中壓縮空氣的壓強p1.【解析】(1)選B、C.相對濕度越大,人感覺越潮濕,相對濕度大時,絕對濕度不一定大,故A錯誤;相對濕度較小時,人感覺干燥,故B正確;用空氣中水蒸氣的壓強表示的濕度叫做空氣的絕對濕度,空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和蒸汽壓之比叫做相對濕度,故C正確,D錯誤.(2)氣閥打開前,左管內(nèi)氣體的壓強為p0氣閥打開后穩(wěn)定時的壓強p2=p0+ρgh①根據(jù)等溫變化,則有p1V1+p0V2=p2(V1+V2)②聯(lián)立①②兩式解得答案:(1)B、C(2)7.醫(yī)療室用的電熱高壓滅菌鍋的鍋蓋密封良好,蓋上有一個排氣孔,上面扣一個限壓閥,利用其重力將排氣孔壓住,排氣孔和限壓閥的示意圖如圖所示,加熱過程中當鍋內(nèi)氣壓達到一定程度時,氣體就會把限壓閥頂起來,使高壓氣體排出,這樣就使鍋內(nèi)能保持較高而又安全穩(wěn)定的壓強.若限壓閥的質(zhì)量m=0.1kg,橫截面直徑D=2cm,排氣孔直徑d=0.3cm,大氣壓為標準值(取p0=1×105Pa),g取10m/s2,則鍋內(nèi)氣壓最大可達多少?【解析】當鍋內(nèi)氣壓達到最大時,限壓閥被頂起,此時限壓閥處于受力平衡狀態(tài),設(shè)此時鍋內(nèi)氣壓為p,則由平衡條件可得所以答案:2.4×105Pa【總結(jié)提升】封閉氣體壓強的計算方法(1)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)下的氣體壓強計算方法①液體封閉的氣體壓強的確定平衡法:選與氣體接觸的液柱為研究對象進行受力分析,利用它的受力平衡,求出氣體的壓強.取等壓面法:根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強相等,在連通器內(nèi)靈活選取等壓面,由兩側(cè)壓強相等建立方程求出壓強.液體內(nèi)部深度為h處的總壓強為p=p0+ρgh.②固體(活塞或汽缸)封閉的氣體壓強的確定由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力,所以可通過對該固體進行受力分析,由平衡條件建立方程來找出氣體壓強與其他各力的關(guān)系.(2)加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的計算方法:一般選與氣體接觸的液柱或活塞為研究對象,進行受力分析,利用牛頓第二定律列方程求解.8.內(nèi)壁光滑的導熱汽缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不計質(zhì)量的活塞封閉壓強為1.0×105Pa、體積為2.0×10-3m3的理想氣體,現(xiàn)在活塞上方緩慢倒上沙子,使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话耄缓髮⑵滓瞥鏊?,緩慢加熱,使氣體溫度變?yōu)?27℃.(1)求汽缸內(nèi)氣體的最終體積;(2)在如圖所示p-V圖上畫出整個過程中汽缸中氣體的狀態(tài)變化.(大氣壓強為1.0×105Pa)【解析】(1)封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话肭移滋幱谒壑袝r,氣體壓強為p1,在活塞上方倒沙子的全過程中溫度保持不變,由玻意耳定律得p0V0=p1V1解得設(shè)最終體積為V2,在緩慢加熱到127℃的過程中壓強保持不變,由蓋呂薩克定律所以(2)如圖所示答案:(1)1.47×10-3m3(2)見解析圖9.(2011·上海高考)如圖,絕熱汽缸A與導熱汽缸B均固定于地面,由剛性桿連接的絕熱活塞與兩汽缸間均無摩擦.兩汽缸內(nèi)裝有處于平衡狀態(tài)的理想氣體,開始時體積均為V0、溫度均為T0.緩慢加熱A中氣體,停止加熱達到穩(wěn)定后,A中氣體壓強為原來的1.2倍.設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變,求汽缸A中氣體的體積VA和溫度TA.【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下三點:(1)明確汽缸A和汽缸B中氣體的變化特點.(2)兩汽缸中氣體的體積變化時,兩體積之和不變.(3)選用相對應(yīng)的規(guī)律列方程計算.【解析】設(shè)初態(tài)壓強為p0,膨脹后A、B壓強相等pB=1.2p0B中氣體始末狀態(tài)溫度相等p0V0=1.2p0(2V0-VA)所以A部分氣體滿足所以TA=1.4T0答案:1.4T010.一太陽能空氣集熱器,底面及側(cè)面為隔熱材料,頂面為透明玻璃板,集熱器容積為V0,開始時內(nèi)部封閉氣體的壓強為p0.經(jīng)過太陽暴曬,氣體溫度由T0=300K升至T1=350K.(1)求此時氣體的壓強.(2)保持T1=350K不變,緩慢抽出部分氣體,使氣體壓強再變回到p0.求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值.判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱,并簡述原因.【解題指南】解答本題時可按以下思路分析:【解析】(1)設(shè)升溫后氣體的壓強為p1,由查理定律得①代入數(shù)據(jù)得②(2)抽氣過程可視為等溫膨脹過程,設(shè)膨脹后的總體積為V,由玻意耳定律得p1V0=p0V③聯(lián)立②③式解得④設(shè)剩余氣體的質(zhì)量與原來氣體的總質(zhì)量之比為K,由題意得⑤聯(lián)立④⑤式解得⑥抽氣過程中剩余氣體吸熱.因為抽氣過程中剩余氣體質(zhì)量不變,溫度不變,故內(nèi)能不變,而剩余氣體膨脹對外做功,所以根據(jù)熱力學第一定律可知剩余氣體要吸熱.答案:(1)(2)吸熱原因見解析第3講熱力學定律與能量守恒考點1熱力學第一定律1.改變物體內(nèi)能的兩種方式(1)_____;(2)_________.2.熱力學第一定律(1)內(nèi)容:一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的____與外界對它所做的功的和.(2)表達式:ΔU=_____.
做功熱傳遞熱量Q+W1.改變內(nèi)能的兩種方式的比較方式名稱比較項目做功熱傳遞區(qū)別內(nèi)能變化情況從運動形式上看從能量的角度看能的性質(zhì)變化情況相互聯(lián)系外界對物體做功,物體的內(nèi)能增加;物體對外界做功,物體的內(nèi)能減少物體吸收熱量,內(nèi)能增加物體放出熱量,內(nèi)能減少做功是宏觀的機械運動向物體的微觀分子熱運動的轉(zhuǎn)化熱傳遞則是通過分子之間的相互作用,使同一物體的不同部分或不同物體間的分子熱運動發(fā)生變化,是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移做功是其他形式的能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程能的性質(zhì)發(fā)生了變化不同物體間或同一物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移能的性質(zhì)不變做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的2.ΔU=W+Q中正、負號法則意義符號WQ+-物量理外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少3.ΔU=Q+W的三種特殊情況(1)若過程是絕熱的,則Q=0,W=ΔU,外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加.(2)若過程是等容的,即W=0,Q=ΔU,物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加.(3)若過程是等溫的,即ΔU=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.對溫度、內(nèi)能、熱量和功的三點說明(1)溫度、內(nèi)能、熱量和功是熱學中相互關(guān)聯(lián)的四個物理量.當物體的內(nèi)能改變時,溫度不一定改變.只有當通過熱傳遞改變物體內(nèi)能時才會有熱量傳遞,但能的形式?jīng)]有發(fā)生變化.(2)熱量是熱傳遞過程中的特征物理量,和功一樣是過程量,離開過程談熱量毫無意義.就某一狀態(tài)而言,只有“內(nèi)能”,根本不存在“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”.(3)物體的內(nèi)能大,并不意味著物體一定會對外做功或向外傳遞熱量.只有物體的內(nèi)能變化較大時,做的功或傳遞的熱量才會多.考點2熱力學第二定律1.熱力學第二定律的兩種表述(1)克勞修斯表述:不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而________其他影響.(2)開爾文表述:不可能從單一熱源吸收熱量使之全部變?yōu)橛杏玫墓Χ鴂________________.不產(chǎn)生不產(chǎn)生其他影響2.用熵的概念表示熱力學第二定律孤立系統(tǒng)的熵總是_____的,或者孤立系統(tǒng)的熵總不_____(填“增加”或“減少”).
3.熱力學第二定律的微觀意義一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的________增大的方向進行.無序性增加減少1.在熱力學第二定律的表述中,“自發(fā)地”、“不產(chǎn)生其他影響”的涵義(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學宏觀現(xiàn)象的方向性,不需要借助外界提供能量的幫助.(2)“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成,對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學方面的影響.如吸熱、放熱、做功等.2.熱力學第二定律的實質(zhì)熱力學第二定律的每一種表述,都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性,進而使人們認識到自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性.3.熱力學過程方向性實例(1)高溫物體低溫物體(2)功熱(3)氣體體積V1氣體體積V2(V1<V2)(4)不同氣體A和B混合氣體AB4.熱力學第二定律的微觀意義系統(tǒng)的熱力學過程就是大量分子無序運動狀態(tài)的變化過程.(1)在機械能通過做功轉(zhuǎn)化為熱的過程中,自然過程是大量分子從有序運動狀態(tài)向無序運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程,但其逆過程卻不能自發(fā)地進行,即不可能由大量分子無規(guī)則的熱運動自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\動.(2)熱傳遞的過程中,自然過程是大量分子從無序程度小的運動狀態(tài)向無序程度大的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程,其逆過程不能自發(fā)進行.(3)大量分子無序運動狀態(tài)變化的方向總是向無序性增大的方向進行,即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行,這就是熱力學第二定律的微觀意義.考點3能量守恒定律、能源和環(huán)境1.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_______為另一種形式,或者從一個物體_____到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的_____保持不變.2.能源的利用(1)存在能量耗散而導致_________的降低.(2)重視利用能源時對_____的影響.(3)要開發(fā)新能源(如_______、生物質(zhì)能、風能、水流能等).轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移總量能量品質(zhì)環(huán)境太陽能1.對能量守恒定律的四點說明(1)能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律,一切違背能量守恒定律的過程都不可能實現(xiàn).(2)不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化,且這一轉(zhuǎn)化過程是通過做功來完成的.(3)某種形式的能減少,一定有其他形式的能增加,且減少量和增加量一定相等.(4)某個物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等.2.能量守恒定律的應(yīng)用方法(1)在利用能量守恒定律解題時,要注意先搞清楚過程中有幾種形式的能在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移.(2)分析初、末狀態(tài),確定ΔE增、ΔE減各為多少,再由ΔE增=ΔE減列式計算.熱力學定律的應(yīng)用【例證1】(2011·廣東高考)如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖,M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體,M可沿N的內(nèi)壁上下滑動,設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換,在M向下滑動的過程中()A.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能增大B.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能減小C.氣體對外界做功,氣體內(nèi)能增大D.氣體對外界做功,氣體內(nèi)能減小【解題指南】解答本題時應(yīng)把握以下兩點:(1)M向下滑動的過程中,氣體體積減?。?2)在與外界不發(fā)生熱交換的情況下,只靠做功改變氣體的內(nèi)能.【自主解答】選A.M向下滑動的過程中,氣體體積減小,故外界對氣體做功,W>0,下滑過程不與外界發(fā)生熱交換,Q=0,由熱力學第一定律ΔU=W+Q可知內(nèi)能增大,A正確,B、C、D錯誤.【總結(jié)提升】判定物體內(nèi)能變化的方法(1)當做功和熱傳遞兩種過程同時發(fā)生時,內(nèi)能的變化就要用熱力學第一定律進行綜合分析.(2)做功情況看氣體的體積:體積增大,氣體對外做功,W為負;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,所以當它的內(nèi)能變化時,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.熱力學第二定律的應(yīng)用【例證2】如圖所示為電冰箱的工作原理示意圖.壓縮機工作時,強迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán).在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量,經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化,放出熱量到箱體外.(1)下列說法正確的是______A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界,是因為其消耗了電能C.電冰箱的工作原理不違反熱力學第一定律D.電冰箱的工作原理違反熱力學第一定律(2)電冰箱的制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收的熱量與釋放到外界的熱量相比,有怎樣的關(guān)系?【解題指南】結(jié)合熱力學第一定律、熱力學第二定律的相關(guān)知識進行研究分析.【自主解答】(1)選B、C.熱力學第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律,是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn),適用于所有的熱學過程,故C正確,D錯誤;由熱力學第二定律可知,熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,除非有外界的影響或幫助.電冰箱把熱量從低溫的內(nèi)部傳到高溫的外部,需要壓縮機的幫助并消耗電能,故B正確,A錯誤.(2)由熱力學第一定律可知,電冰箱制冷系統(tǒng)從冰箱內(nèi)吸收了熱量,同時消耗了電能,釋放到外界的熱量比從冰箱內(nèi)吸收的熱量多.【總結(jié)提升】解答本題的關(guān)鍵在于理解熱力學第一、第二定律,特別是對第二定律應(yīng)理解“自發(fā)地”和“不產(chǎn)生其他影響”的涵義.第(1)問中易錯選A.原因是誤認為熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外,其實熱量在從冰箱內(nèi)傳到冰箱外時,需要壓縮機的幫助,并消耗電能,并不是“自發(fā)地”、“不產(chǎn)生其他影響”.氣體實驗定律與熱力學定律綜合【例證3】(8分)如圖,體積為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞;汽缸內(nèi)密封有溫度為2.4T0、壓強為1.2p0的理想氣體,p0和T0分別為大氣的壓強和溫度.已知:氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為U=αT,α為正的常量;容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的.求:(1)汽缸內(nèi)氣體與大氣達到平衡時的體積V1;(2)在活塞下降過程中,汽缸內(nèi)氣體放出的熱量Q.【解題指南】可按以下思路分析此題:【規(guī)范解答】(1)在氣體由p=1.2p0下降到p0的過程中,氣體體積不變,溫度由T=2.4T0變?yōu)門1,由查理定律得(2分)在氣體溫度由T1變?yōu)門0的過程中,體積由V減小到V1,氣體壓強不變,由蓋呂薩克定律得解得(2分)(2)在活塞下降過程中,活塞對氣體做的功為W=p0(V-V1)(1分)在這一過程中,氣體內(nèi)能的減少為ΔU=α(T1-T0)(1分)由熱力學第一定律得,汽缸內(nèi)氣體放出的熱量為Q=W+ΔU,(1分)解得(1分)答案:(1)【總結(jié)提升】氣體實驗定律與熱力學定律的綜合問題的處理方法(1)氣體實驗定律研究對象是一定質(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,找出與之相關(guān)的氣體狀態(tài)參量,利用相關(guān)規(guī)律解決.(3)對理想氣體,只要體積變化外界對氣體(或氣體對外界)要做功W=pΔV;只要溫度發(fā)生變化,其內(nèi)能要發(fā)生變化.(4)結(jié)合熱力學第一定律ΔU=W+Q求解問題.1.(2011·福建高考)一定量的理想氣體在某一過程中,從外界吸收熱量2.5×104J,氣體對外界做功1.0×104J,則該理想氣體的()A.溫度降低,密度增大B.溫度降低,密度減小C.溫度升高,密度增大D.溫度升高,密度減小【解析】選D.由熱力學第一定律ΔU=W+Q,Q=2.5×104J,W=-1.0×104J,可知ΔU大于零,氣體內(nèi)能增加,溫度升高,A、B錯;氣體對外做功,體積增大,密度減小,C錯,D對.2.(2011·大綱版全國卷)關(guān)于一定量的氣體,下列敘述正確的是()A.氣體吸收的熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功B.氣體體積增大時,其內(nèi)能一定減小C.氣體從外界吸收熱量,其內(nèi)能一定增加D.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能可能減小【解析】選A、D.如果氣體等溫膨脹,則氣體的內(nèi)能不變,吸收熱量全部用來對外做功,A正確;當氣體體積增大時,對外做功,若同時吸收熱量,且吸收的熱量大于或等于對外做功的數(shù)值時,內(nèi)能不會減小,所以B錯誤;若氣體吸收熱量同時對外做功,其內(nèi)能也不一定增加,C錯誤;若外界對氣體做功同時氣體向外放出熱量,且放出的熱量多于外界對氣體所做的功,則氣體內(nèi)能減小,所以D正確.3.關(guān)于永動機和熱力學定律的討論,下列敘述正確的是()A.第二類永動機違反能量守恒定律B.如果物體從外界吸收了熱量,則物體的內(nèi)能一定增加C.外界對物體做功,則物體的內(nèi)能一定增加D.做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點來看這兩種改變方式是有區(qū)別的【解析】選D.第二類永動機違反熱力學第二定律并不違反能量守恒定律,A錯誤.由熱力學第一定律可知吸收熱量物體的內(nèi)能不一定增加,B錯誤.同理外界對物體做功,物體的內(nèi)能也不一定增加,C錯誤.做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,但做功是能量的轉(zhuǎn)化,熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移,D正確.【總結(jié)提升】兩類永動機的比較4.關(guān)于熱力學定律,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】選B.由熱力學第三定律知,絕對零度不可能達到,A錯;由熱力學第二定律知,物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功,但是將產(chǎn)生其他影響,B對;物體吸收了熱量,若全部用于對外做功,其內(nèi)能不變,C錯;壓縮氣體,若氣體向外放熱,氣體的溫度不一定升高,D錯.5.(2012·南京模擬)(1)下列說法正確的是______.(填寫選項前的字母)A.機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性B.大顆粒的鹽磨成細鹽,就變成了非晶體C.第二類永動機不違反能量守恒定律,它是能制造出來的D.當溫度由20℃變?yōu)?0℃時,物體分子的平均動能應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?倍(2)如圖所示的圓柱形汽缸固定于水平面上,缸內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體,已知汽缸的橫截面積為S,活塞重為G,大氣壓強為p0.將活塞固定,使汽缸內(nèi)氣體溫度升高1℃,氣體吸收的熱量為Q1;如果讓活塞可以緩慢自由滑動(活塞與汽缸間無摩擦、不漏氣,且不計氣體的重力),也使汽缸內(nèi)氣體溫度升高1℃,其吸收的熱量為Q2.①簡要說明Q1和Q2哪個大些.②求汽缸內(nèi)氣體溫度升高1℃時活塞向上移動的高度h.【解析】(1)選A.機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性,A正確.大顆粒的鹽磨成細鹽還是晶體,B錯誤.第二類永動機不違反能量守恒定律但違反熱力學第二定律,制造不出來,C錯誤.當溫度由20℃變?yōu)?0℃時,物體分子的平均動能增加,但并不是變?yōu)樵瓉淼?倍,D錯誤.(2)①等容過程,吸收的熱量,用于增加氣體的內(nèi)能,ΔU1=Q1.等壓過程,吸收的熱量,用于增加氣體的內(nèi)能和對外做功,又ΔU2=ΔU1,則Q1<Q2②氣體對外做功活塞向上移動的高度答案:(1)A(2)①見解析②6.(1)下列說法正確的是_______.A.根據(jù)熱力學第二定律可知,熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體,但不可能從低溫物體傳到高溫物體B.固體小顆粒在液體中的布朗運動是由固體分子的無規(guī)則運動引起的C.物體的溫度為0℃時,物體分子的平均動能為零D.一定質(zhì)量的理想氣體,保持溫度不變,壓強隨體積增大而減小的微觀原因是氣體分子的密集程度減小了(2)(2012·南通模擬)一定質(zhì)量的理想氣體壓強p與熱力學溫度T的關(guān)系圖像如圖所示,AB、BC分別與p軸和T軸平行,氣體在狀態(tài)A時的壓強為p0,體積為V0,在狀態(tài)B時的壓強為2p0,則氣體在狀態(tài)B時的體積為_____;氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中,對外做的功為W,內(nèi)能增加了ΔU,則此過程氣體_____(選填“吸收”或“放出”)的熱量為______.【解析】(1)選D.根據(jù)熱力學第二定律可知,熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化,A錯;布朗運動是由于液體分子對固體小顆粒的碰撞引起的,B錯;物體分子的平均動能永遠不會為零,C錯;一定質(zhì)量的理想氣體,溫度不變,壓強取決于分子密度,體積增大,分子密度減小,故壓強減小,D正確.(2)從A到B為等溫變化,由玻意耳定律知:p0V0=2p0·VB所以根據(jù)ΔU=(-W)+Q可得Q=ΔU+W因為ΔU>0,-W<0所以Q>0所以氣體吸熱ΔU+W答案:(1)D(2)吸收ΔU+W7.(2011·江蘇高考)(1)如圖所示,一演示用的“永動機”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成,輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片.輕推轉(zhuǎn)輪后,進入熱水的葉片因伸展而“劃水”,推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動.離開熱水后,葉片形狀迅速恢復,轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動.下列說法正確的是()A.轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動,不需要消耗外界能量B.轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金自身C.轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動熱水,水溫升高D.葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量(2)如圖所示,內(nèi)壁光滑的汽缸水平放置,一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在汽缸內(nèi),外界大氣壓強為p0.現(xiàn)對汽缸緩慢加熱,氣體吸收熱量Q后,體積由V1增大為V2,則在此過程中,氣體分子平均動能______(選填“增大”、“不變”或“減小”),氣體內(nèi)能變化了_______.(3)某同學在進行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前,查閱數(shù)據(jù)手冊得知:油酸的摩爾質(zhì)量M=0.283kg·mol-1,密度ρ=0.895×1
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