1、聽課手冊 第33講 固體 液體 氣體的性質熱力學定律教材知識梳理一ft物侔的種形單箱休:外形規(guī)釀各向多品佯:外形不規(guī)則.特向啊性 非晶體一外堰并規(guī)則.各向同性*無確定 -液磊 f 各向異性”具冇脫動性嚴作用:使袖味】的貝有收馨到最小的管勢-力向；與厳面棚切，與分界線垂點丁施和汽壓雋溫度而變.溫度舟則tfe和汽斥大 兩府 水泰吒的實際壓強郴汗?jié)穸韧瑴囟人男艉推邮繗忖鸱至诉\動的特點 f 速率按“正態(tài)分布”-班盤耳璉律;_F 査理定律:半?yún)g1 I 1 1f 蓋_ 冃薩克定律1才=辛理憊豈體狀態(tài)方程 f_那一徒律-第(.=定律V熱為奚定律一個熱力挙累統(tǒng)的內(nèi)雀增H霹尸外鼎向它_與外界內(nèi)咨 f 對它所

2、懺的功的和械功麥達式一AU =_f 內(nèi)能的改變.再傳遞第-類水動機亠違背了能殳守恒定律廣熱懐不能自發(fā)地從_物體傳到_物怵Pf類壷述1_不可能從単一然庫吸枚烘hh便之完全變破功，而不 產(chǎn)生其他影響第二類齊動機一違背了豁力學第一定律內(nèi)容不町臘通過冇限的過程把物體眇亂創(chuàng)_熱力學嘏度*T =_ K【辨別明理】(1)單晶體的所有物理性質都是各向異性的()(2)液晶是液體和晶體的混合物.()(3)水蒸氣達到飽和時，水蒸氣的壓強不再變化，這時水不再蒸發(fā)和凝結.()(4)壓強極大的氣體不遵從氣體實驗定律.()(5)做功和熱傳遞的實質是相同的.()(6)絕熱過程中,外界壓縮氣體做功 20 J,氣體的內(nèi)能一定減少

3、.()(7) 物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變.()(8) 熱機中，燃氣的內(nèi)能可以全部變?yōu)闄C械能而不引起其他變化()【思維拓展】試推導理想氣體壓強公式，并說明影響氣體壓強的因素.假設有一個容積為 V 的容器，容器內(nèi)所裝氣體分子的總數(shù)為 N,容器內(nèi)單位體 積分子數(shù)為 n,其中 n二-,每個氣體分子質量為 m,我們在這個容器的內(nèi)壁附近作一 個小的正立方體，小立方體與容器內(nèi)壁相接觸的面積為S,令小立方體的邊長為l=vAt,其中 v 為氣體分子平均速率，At 是我們所取的一小段考查的時間間隔.小立方體內(nèi)氣體分子的總數(shù)為 N,N=nSI=nSvAt,在At 內(nèi),這個小立方體內(nèi)的氣體分子考向一固體

4、的性質例 1 侈選)2015 全國卷1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性質C. 由同種元素構成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D. 在合適的條件下，某些晶體可以轉變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉變?yōu)榫wE.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 要點總結卜(1) 單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質上都表現(xiàn)出各向異性(2) 具有各向異性的物體一定是晶體，且是單晶體.考點互動探究有六分之一都將與接觸面發(fā)生碰撞O 考點一固體和液體的性質(3) 具有確定熔點的

5、物體一定是晶體，反之，一定是非晶體.(4) 晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化.考向二液體的性質例 2 侈選)下列說法正確的是()A. 把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面，這是因為水的表面存在表面張力B. 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，這是因為油 脂使水的表面張力增大C. 在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結 果D. 在毛細現(xiàn)象中，毛細管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細管 的材質有關E. 當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這 是由于水膜具有表面張力要點總結兩(1) 表面張力的形成

6、原因：表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力.(2) 表面張力的方向：和液面相切，垂直于這部分液面的分界線.(3) 表面張力的效果：表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小.考向三 飽和汽壓和濕度的理解例 3(多選)關于飽和汽壓和相對濕度，下列說法中正確的是()A.溫度相同的不同飽和汽的飽和汽壓都相同B.溫度升高時，飽和汽壓增大C. 在相對濕度相同的情況下，夏天比冬天的絕對濕度大D. 飽和汽壓和相對濕度都與體積無關E. 水蒸氣的實際壓強越大，人感覺越潮濕 要點總結卜（1）飽和汽壓跟液體的種類有關，在相同的溫

7、度下，不同液體的飽和汽壓一般是不 同的.（2）飽和汽壓跟溫度有關，飽和汽壓隨溫度的升高而增大（3）飽和汽壓跟體積無關，在溫度不變的情況下，飽和汽壓不隨體積的變化而變化0 考點二氣體的性質及氣體壓強的計算1 平衡狀態(tài)下氣體壓強的求法力平衡法選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對象進行受力分析，得到液柱（或活塞）的受力平衡方程，求得氣體的壓強等壓面法在連通器中,同一種液體（中間不間斷）同一深度處壓強相等液體內(nèi)深 h 處的總壓強 p=po+pghpo為液面上方的壓強液片法選取假想的液體薄片（自身重力不計）為研究對象，分析液片兩側受力情 況,建立平衡方程,消去面積,得到液片兩側壓強相等方程，求得氣體的

8、壓 強2加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法選取與氣體接觸的液柱（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.例 4 2018 臨沂質檢如圖 33-1 所示，兩個氣缸質量均為 M,內(nèi)部橫截面積均為S,兩個活塞的質量均為 m,左邊的氣缸靜止在水平面上，右邊的活塞和氣缸豎直懸掛在天花板下.不計活塞與氣缸壁間的摩擦，兩個氣缸內(nèi)分別封閉有一定質量的氣體 A、B,大氣壓強為 p0,重力加速度為 g,則封閉氣體 A、B 的壓強各為多大？圖 33-1例 5 若已知大氣壓強為 po,如圖 33-2 所示各裝置均處于靜止狀態(tài)，圖中液體密度均為 p 求被封閉氣體的壓強（重力加速度為 g）圖 33-

9、2變式題 如圖 33-3 所示,光滑水平面上放有一質量為 M 的氣缸，氣缸內(nèi)放有一質量 為m 的可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動的活塞，活塞面積為 S.現(xiàn)用水平恒力 F 向右推氣缸, 最后氣缸和活塞達到相對靜止狀態(tài)，求此時缸內(nèi)圭寸閉氣體的壓強 p.（已知外界大氣 壓強為po）O 考點三氣體實驗定律的圖像問題 （1）利用垂直于坐標軸的線作輔助線去分析同質量條件下，不同溫度的兩條等溫線 不同體積的兩條等容線，不同壓強的兩條等壓線的關系.甲乙丙T圖 33-3例如:在圖 33-4 甲中,虛線為等容線,A、B 分別是虛線與 T2、T1兩條等溫線的交點，可以認為從 B 狀態(tài)通過等容升壓到 A 狀態(tài),溫度一定升高，所以

10、T2TI.圖 33-4又如圖乙所示 A、B 兩點的溫度相等，從 B 狀態(tài)通過等溫增壓到 A 狀態(tài)，體積一定減小所以 V2Vi.（2）關于一定質量的氣體的不同圖像的比較過程圖線類別特點示例等溫過程p-VpV=CT（其中 C 為恒量），即 p、V 之積越大的等溫線對應的溫度越高，線離原點越遠p tp-一p=CT-，斜率 k=CT,即斜率越大，溫度越高等容過程p-Tp=-T,斜率 k=,即斜率越大，體積越小1公等壓過程V-TV=-T,斜率 k=-,即斜率越大，壓強越小1EPI例 6（V-T 圖像）（多選）如圖 33-5 所示,一定質量的理想氣體從圖示 A 狀態(tài)開始，經(jīng)歷了 B、C 狀態(tài),最后到 D

11、狀態(tài).下列判斷中正確的是（）圖 33-5A. A-B 過程，溫度升高，壓強不變B. BC 過程，體積不變，壓強變大C. B C 過程，體積不變,壓強不變D. C D 過程，體積變小,壓強變大變式題 1 （p-T 圖像）（多選）一定質量的理想氣體從狀態(tài) a 開始，經(jīng)歷 ab、be、ca三個過程后回到原狀態(tài)，其 p-T 圖像如圖 33-6 所示，下列說法正確的是（）A. 過程 be 中氣體既不吸熱也不放熱B. 過程 ab 中氣體一定吸熱C. 過程 ea 中外界對氣體所做的功等于氣體所放出的熱量D. a、b 和 e 三個狀態(tài)中，狀態(tài) a 分子的平均動能最小E. b 和 e 兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積

12、單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同變式題 2（p-圖像）一定質量的氣體經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，其 p-圖線如圖 33-7 所 示，變化順序為 abeda,圖中 ab 線段延長線過坐標原點，cd 線段與 p 軸垂 直,da線段與-軸垂直.氣體在此狀態(tài)變化過程中（）圖 33-7A. a-b 過程,壓強減小，溫度不變，體積增大B. b-c 過程,壓強增大，溫度降低，體積減小C. c-d 過程，壓強不變，溫度升高，體積減小D. d -a 過程,壓強減小，溫度升高，體積不變要點總結氣體狀態(tài)變化的圖像的應用技巧明確點、線的物理意義：求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題，應當明確圖像上的點表 示一定質量的理想氣體的一個

13、平衡狀態(tài)，它對應著三個狀態(tài)參量；圖像上的某一條 直線段或曲線段表示一定質量的理想氣體狀態(tài)變化的一個過程（2）明確斜率的物理意義：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,可以比較表示這兩個狀態(tài)的點與原點連線的斜率的大小，其規(guī)律是:斜率越大，壓強（或體積）越小斜率越小，壓強（或體積）越大.O 考點四熱力學定律的理解與應用考向一熱力學第一定律的理解和應用1改變內(nèi)能的兩種方式的比較做功熱傳遞區(qū)內(nèi)能變化外界對物體做功，物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體放出別情況物體的內(nèi)能增加；物體對外界做功，物體的內(nèi)能減少熱量,內(nèi)能減少從運動形式上看宏觀的機械運動向物體的微觀分子熱運動的轉

14、化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)能的轉移從能量的角度看其他形式的能與內(nèi)能相互轉化的過程不同物體之間或同一物體不同部分之間內(nèi)能的轉移能的性質變化情況能的性質發(fā)生了變化能的性質不變聯(lián)系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溫度、內(nèi)能、熱量、功的比較含義特點溫度溫度表示物體的冷熱程度，是物體分子平 均動能大小的標志，它是大量分子熱運動的 集體表現(xiàn)，對個別分子來說，溫度沒有意義狀態(tài)量內(nèi)能內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和，它是由大量分子的熱運動和分子的相對位置決定的熱量熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能的改變量，用來過程量假

15、設整個系統(tǒng)不漏氣.下列說法正確的是()量度熱傳遞過程中內(nèi)能轉移的多少功做功過程是機械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的轉化過程3對公式AU=Q+W 符號的規(guī)定符號WQAU+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4.幾種特殊情況若過程是絕熱的，則 Q=O,W=AU,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=AU,物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量.(3) 若過程的初、 末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即AU=O,則 W+Q=O 或 W=-Q,外界對物 體做的功等于物體放出的熱量.例 7 (多選)2017 全國卷口如圖 33-8 所示，用隔板

16、將一絕熱氣缸分成兩部分，隔 板左側充有理想氣體，隔板右側與絕熱活塞之間是真空.現(xiàn)將隔板抽開，氣體會自 發(fā)擴散至整個氣缸.待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積.A. 氣體自發(fā)擴散刖后內(nèi)能相同B. 氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C. 在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功D. 氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功E. 氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動能不變變式題 1 （多選）2018 全國卷如圖 33-9 所示,一定質量的理想氣體從狀態(tài) a 開始,經(jīng)歷過程、到達狀態(tài) e.對此氣體，下列說法正確的是（ ）圖 33-9A. 過程中氣體的壓強逐漸減小B. 過程中氣體對外界做正功C. 過程

17、中氣體從外界吸收了熱量D. 狀態(tài) c、d 的內(nèi)能相等E. 狀態(tài) d 的壓強比狀態(tài) b 的壓強小變式題 2（多選） 2018 海南卷 如圖 33-10 所示，一定量的理想氣體由狀態(tài) a 等 壓變化到狀態(tài) b,再從狀態(tài) b 等容變化到狀態(tài) c.a、c 兩狀態(tài)溫度相等.下列說法正確的是()i pn：o i圖 33-10A. 從狀態(tài) b 到狀態(tài) c 的過程中氣體吸熱B. 氣體在狀態(tài) a 的內(nèi)能等于在狀態(tài) c 的內(nèi)能C.氣體在狀態(tài) b 的溫度小于在狀態(tài) a 的溫度D.從狀態(tài) a 到狀態(tài) b 的過程中氣體對外做正功要點總結解決熱力學定律與氣體實驗定律的綜合問題的基本思路考向二 熱力學第二定律的理解和應用1

18、 對熱力學第二定律的理解(1) “自發(fā)地”說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”的含義是發(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例 8(多選)2018 南昌模擬下列敘述和熱力學定律相關，其中正確的是()A. 第一類永動機不可能制成，是因為違背了能量守恒定律B. 能量耗散過程中能量不守恒C. 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，違背了熱力