第1講分子動(dòng)理論內(nèi)能高考總復(fù)習(xí)2025課程標(biāo)準(zhǔn)1.了解分子動(dòng)理論的基本觀(guān)點(diǎn)及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn),了解擴(kuò)散現(xiàn)象。觀(guān)察并能解釋布朗運(yùn)動(dòng)。2.了解分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律,知道分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像的物理意義。3.了解固體的微觀(guān)結(jié)構(gòu)。知道晶體和非晶體的特點(diǎn)。能列舉生活中的晶體和非晶體。通過(guò)實(shí)例,了解液晶的主要性質(zhì)及其在顯示技術(shù)中的應(yīng)用。4.了解材料科學(xué)的有關(guān)知識(shí)及應(yīng)用,體會(huì)它們的發(fā)展對(duì)人類(lèi)生活和社會(huì)發(fā)展的影響。5.觀(guān)察液體的表面張力現(xiàn)象。了解表面張力產(chǎn)生的原因。知道毛細(xì)現(xiàn)象。6.通過(guò)實(shí)驗(yàn),了解氣體實(shí)驗(yàn)定律,知道理想氣體模型,能用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)觀(guān)點(diǎn)解釋氣體壓強(qiáng)和氣體實(shí)驗(yàn)定律。7.知道熱力學(xué)第一定律。通過(guò)有關(guān)史實(shí),了解熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,體會(huì)科學(xué)探索中的挫折和失敗對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的意義。8.理解能量守恒定律,能用能量守恒的觀(guān)點(diǎn)解釋自然現(xiàn)象。體會(huì)能量守恒定律是最基本、最普遍的自然規(guī)律之一。通過(guò)自然界中宏觀(guān)過(guò)程的方向性,了解熱力學(xué)第二定律核心素養(yǎng)試題情境生活實(shí)踐類(lèi)高壓鍋、氣壓計(jì)、濕度計(jì)、海浪發(fā)電機(jī)、蛟龍?zhí)柹詈Ｌ綔y(cè)器、噴霧器、火罐、拔罐等學(xué)習(xí)探索類(lèi)分子動(dòng)理論、固體和液體的性質(zhì)、氣體實(shí)驗(yàn)定律、熱力學(xué)定律、油膜法測(cè)分子直徑實(shí)驗(yàn)、探究等溫情況下一定氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系考點(diǎn)一分子動(dòng)理論強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分一、分子動(dòng)理論的基本觀(guān)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)、阿伏加德羅常數(shù)

6.02×1023小顆粒

0引力斥力二、分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律1.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):氣體分子間距較

,分子力可以忽略,因此可以認(rèn)為氣體分子間除碰撞外不受其他力的作用,故氣體能充滿(mǎn)

。

2.氣體的壓強(qiáng)(1)產(chǎn)生原因:由于大量分子無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁,形成對(duì)器壁各處均勻、持續(xù)的作用力。(2)決定因素:氣體分子的

和

。

大整個(gè)空間平均速率數(shù)密度×√××提示

原因是液體分子對(duì)小炭粒的不平衡撞擊。

研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破1.分子模型

2.宏觀(guān)量、微觀(guān)量以及它們之間的關(guān)系的理解

3.微觀(guān)量估算的三點(diǎn)注意(1)微觀(guān)量的估算應(yīng)利用阿伏加德羅常數(shù)的橋梁作用,依據(jù)分子數(shù)N與摩爾數(shù)n之間的關(guān)系N=n·NA,并結(jié)合密度公式進(jìn)行分析計(jì)算。(2)注意建立立方體分子模型或球體分子模型,通常把固體、液體分子模擬為球形或立方體形,氣體分子所占據(jù)的空間可模擬為立方體模型。(3)對(duì)液體、固體物質(zhì)可忽略分子之間的間隙;對(duì)氣體物質(zhì),分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子的大小,氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)的比值不等于氣體分子的體積,僅表示一個(gè)氣體分子平均占據(jù)的空間大小。4.擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較

現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別是分子的運(yùn)動(dòng),發(fā)生在任何兩種物質(zhì)之間是比分子大得多的顆粒的運(yùn)動(dòng),只能在液體、氣體中發(fā)生是分子的運(yùn)動(dòng),不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接觀(guān)察到共同點(diǎn)(1)都是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);(2)都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)都反映了分子做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)5.氣體的分子動(dòng)理論(1)氣體分子間的作用力:氣體分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子直徑,氣體分子之間的作用力十分微弱,可以忽略不計(jì),氣體分子間除碰撞外無(wú)相互作用力。(2)氣體分子的速率分布:表現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。(3)氣體分子的運(yùn)動(dòng)方向:氣體分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章的,但向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等。(4)氣體分子的運(yùn)動(dòng)與溫度的關(guān)系:溫度一定時(shí),某種氣體分子的速率分布是確定的,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(gè)分子的速率都增大。考向一

微觀(guān)量的估算典題1

科學(xué)家可以運(yùn)用無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)研究生物蛋白分子。資料顯示,某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66kg/mol,其分子可視為半徑為3×10-9m的球,已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol-1。請(qǐng)估算該蛋白的密度。(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)答案

1×103kg/m3思維點(diǎn)撥

根據(jù)分子模型,先計(jì)算一個(gè)分子的體積,再計(jì)算摩爾體積,根據(jù)密度公式可計(jì)算結(jié)果(注意有效數(shù)字)?？枷蚨?/p>

布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)典題2(2024福建南平模擬)福建南平茶文化久負(fù)盛名,“風(fēng)過(guò)武夷茶香遠(yuǎn)”“最是茶香沁人心”。人們?cè)谂荽蠹t袍茶時(shí)茶香四溢,下列說(shuō)法正確的是(

)A.茶香四溢是擴(kuò)散現(xiàn)象,說(shuō)明分子間存在著相互作用力B.茶香四溢是擴(kuò)散現(xiàn)象,泡茶的水溫度越高,分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,茶香越濃C.茶香四溢是布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,說(shuō)明分子間存在著相互作用力D.茶香四溢是布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,說(shuō)明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B解析

茶香四溢是擴(kuò)散現(xiàn)象,故C、D錯(cuò)誤;茶香四溢是因?yàn)椴杷南阄斗肿硬煌５刈鰺o(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),擴(kuò)散到空氣中,故A錯(cuò)誤;物體溫度越高,分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈,所以茶水溫度越高,分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,茶香越濃,故B正確。考向三

分子力的理解典題3(2023北京統(tǒng)考一模)分子間的作用力F與分子間距離r的關(guān)系如圖所示,r0為分子間的平衡位置。下列說(shuō)法正確的是(

)A.當(dāng)r=r0時(shí),分子間的作用力最小B.當(dāng)r=r1時(shí),分子間的作用力最小C.分子間的作用力總是隨分子間距離增大而減小D.分子間的作用力總是隨分子間距離增大而增大A解析

r0為分子間的平衡位置,此位置分子斥力與引力等大反向,合力為0,即當(dāng)r=r0時(shí),分子間的作用力最小,A正確;當(dāng)r=r1時(shí),分子斥力小于引力,合力表現(xiàn)為引力,即分子間的作用力表現(xiàn)為引力,且為間距大于r0時(shí)的最大值,B錯(cuò)誤;根據(jù)圖像可知,當(dāng)分子之間間距大于r0時(shí),隨分子間距離增大,分子間的作用力先增大后減小,C錯(cuò)誤;根據(jù)圖像可知,當(dāng)分子之間間距小于r0和分子距離大于r1時(shí),隨分子間距離增大,分子間的作用力減小,D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二物體的內(nèi)能強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分內(nèi)能1.分子的動(dòng)能(1)分子動(dòng)能是

所具有的動(dòng)能。

(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值,

是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。

(3)分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的

。

分子熱運(yùn)動(dòng)溫度總和2.分子的勢(shì)能(1)由于分子間存在著引力和斥力,所以分子具有由它們的

決定的能,即分子勢(shì)能。

(2)分子勢(shì)能的影響因素微觀(guān)上:分子勢(shì)能的大小是由分子間的相對(duì)位置決定的;宏觀(guān)上:分子勢(shì)能與物體的

有關(guān)。

相對(duì)位置體積3.物體的內(nèi)能(1)物體的內(nèi)能等于物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)的

與分子

的總和。

(2)對(duì)于給定的物體,其內(nèi)能大小與

和

有關(guān)。

(3)物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運(yùn)動(dòng)速度大小

。

動(dòng)能勢(shì)能溫度體積無(wú)關(guān)×√××√研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破1.分子力F、分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線(xiàn)

項(xiàng)目分子間的相互作用力F分子勢(shì)能Ep與分子間距的關(guān)系圖像項(xiàng)目分子間的相互作用力F分子勢(shì)能Ep隨分子間距的變化情況r<r0F引和F斥都隨距離的增大而減小,隨距離的減小而增大,F引<F斥,F表現(xiàn)為斥力r增大,斥力做正功,分子勢(shì)能減少r減小,斥力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加r>r0F引和F斥都隨距離的增大而減小,隨距離的減小而增大,F引>F斥,F表現(xiàn)為引力r增大,引力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加r減小,引力做正功,分子勢(shì)能減少r=r0F引=F斥,F=0分子勢(shì)能最小,但不為零r>10r0(10-9m)F引和F斥都已十分微弱,可以認(rèn)為分子間沒(méi)有相互作用力分子勢(shì)能為零2.物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較

項(xiàng)目?jī)?nèi)能機(jī)械能定義物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和物體的動(dòng)能及重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和決定由物體內(nèi)部分子微觀(guān)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定,與物體整體運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)與物體宏觀(guān)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢(shì)能面選取有關(guān),和物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)量值任何物體都具有內(nèi)能,恒不為零可以為零測(cè)量無(wú)法測(cè)量。其變化量可由做功和熱傳遞來(lái)量度可以測(cè)量轉(zhuǎn)化在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化考向一

分子力與分子勢(shì)能典題4(2023海南卷)下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說(shuō)法正確的是(

)A.分子間距離大于r0時(shí),分子間表現(xiàn)為斥力B.分子從無(wú)限遠(yuǎn)靠近到距離r0處過(guò)程中分子勢(shì)能變大C.分子勢(shì)能在r0處最小D.分子間距離小于r0且減小時(shí),分子勢(shì)能在減小C解析

分子間距離大于r0時(shí),分子間表現(xiàn)為引力,分子從無(wú)限遠(yuǎn)靠近到距離r0處過(guò)程中,引力做正功,分子勢(shì)能減小,則在r0處分子勢(shì)能最小;繼續(xù)減小距離,分子間表現(xiàn)為斥力,分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大。故選C。典題5(2021重慶卷)圖甲和圖乙中曲線(xiàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別描述了某物理量隨分子之間的距離變化的規(guī)律,r0為平衡位置。現(xiàn)有如下物理量:①分子勢(shì)能

②分子間引力

③分子間斥力

④分子間引力和斥力的合力,則曲線(xiàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對(duì)應(yīng)的物理量分別是(

)A.①③②

B.②④③C.④①③

D.①④③D解析

根據(jù)分子處于平衡位置(即分子之間距離為r0)時(shí)分子勢(shì)能最小可知,曲線(xiàn)Ⅰ為分子勢(shì)能隨分子之間距離r變化的圖像;根據(jù)分子處于平衡位置(即分子之間距離為r0)時(shí)分子力為零,可知曲線(xiàn)Ⅱ?yàn)榉肿恿﹄S分子之間距離r變化的圖像;根據(jù)分子之間斥力隨分子之間距離的增大而減小,可知曲線(xiàn)Ⅲ為分子斥力隨分子之間距離r變化的圖像。D正確?？枷蚨?/p>

物體的內(nèi)能典題6(2023湖南衡陽(yáng)模擬)下列關(guān)于分子動(dòng)理論的說(shuō)法,正確的是(

)A.布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的運(yùn)動(dòng)B.物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和C.物體的內(nèi)能越多,溫度一定越高D.擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明了分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D解析

布朗運(yùn)動(dòng)指懸浮在液體或氣體中的微粒所做的永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),是固體微粒的運(yùn)動(dòng),不是分子的運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和,B錯(cuò)誤;物體的內(nèi)能與物體的溫度和體積有關(guān),溫度越高,只能表明物體分子的平均動(dòng)能越大,不能說(shuō)明物體內(nèi)能越多,C錯(cuò)誤;擴(kuò)散現(xiàn)象是指物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移,直到均勻分布的現(xiàn)象,布朗運(yùn)動(dòng)指懸浮在液體或氣體中的固體微粒所做的永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)均說(shuō)明了分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),D正確。典題7

關(guān)于物體的內(nèi)能,下列說(shuō)法正確的是(

)A.相同質(zhì)量的兩種物質(zhì),升高相同的溫度,內(nèi)能的增加量一定相同B.物體的內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變C.內(nèi)能與物體的溫度有關(guān),所以0℃的物體內(nèi)能為零D.分子數(shù)和溫度都相同的物體一定具有相同的內(nèi)能B解析

相同質(zhì)量的同種物質(zhì),升高相同的溫度,吸收的熱量相同,相同質(zhì)量的不同種物質(zhì),升高相同的溫度,吸收的熱量不同,故A錯(cuò)誤;物體內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變,比如0

℃的冰熔化為0

℃的水,內(nèi)能增加,故B正確;分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),可知任何物體在任何狀態(tài)下都有內(nèi)能,故C錯(cuò)誤;物體的內(nèi)能與分子數(shù)、物體的溫度和體積三個(gè)因素有關(guān),分子數(shù)和溫度都相同的物體不一定有相同的內(nèi)能,故D錯(cuò)誤。第2講固體液體氣體高考總復(fù)習(xí)2025考點(diǎn)一固體和液體性質(zhì)強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分一、固體1.分類(lèi):固體分為

和

兩類(lèi)。晶體分為

和

。

晶體非晶體單晶體多晶體2.晶體與非晶體的比較

項(xiàng)目晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則

熔點(diǎn)固定固定不固定物理性質(zhì)各向

各向同性各向

典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同的晶體。同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn),有些晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為非晶體,有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體不規(guī)則異性同性二、液體1.液體的表面張力2.毛細(xì)現(xiàn)象:指浸潤(rùn)液體在細(xì)管中

的現(xiàn)象,以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中

的現(xiàn)象,毛細(xì)管越細(xì),毛細(xì)現(xiàn)象越明顯。

收縮垂直上升下降3.液晶的物理性質(zhì)具有液體的

,具有晶體的光學(xué)的

。在某個(gè)方向上看其分子排列比較

,但從另一方向看,分子的排列是__________

的。

流動(dòng)性各向異性整齊雜亂無(wú)章√××√提示

(1)是晶體(2)不是,石墨是層狀結(jié)構(gòu)研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破1.晶體和非晶體的理解(1)凡是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體,反之,必是非晶體。(2)凡是具有各向異性的物體必定是晶體,且是單晶體。(3)單晶體具有各向異性,但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。2.液體表面張力的理解

形成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)為引力表面特性表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力,使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜表面張力的方向和液面相切,垂直于液面上的各條分界線(xiàn)表面張力的效果表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì),使液體表面積趨于最小,而在體積相同的條件下,球形的表面積最小典型現(xiàn)象球形液滴、肥皂泡、漣波、毛細(xì)現(xiàn)象、浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)考向一

固體的性質(zhì)典題1(2024江蘇揚(yáng)州模擬)石墨烯是從石墨中分離出的新材料,其中碳原子緊密結(jié)合成單層六邊形晶格結(jié)構(gòu),如圖所示,則(

)A.石墨是非晶體B.石墨研磨成的細(xì)粉末就是石墨烯C.單層石墨烯的厚度約3μmD.碳原子在六邊形頂點(diǎn)附近不停地振動(dòng)D解析

石墨是晶體,故A錯(cuò)誤;石墨烯是石墨中提取出來(lái)的新材料,故B錯(cuò)誤;單層石墨烯厚度約為原子尺寸10-10

m,故C錯(cuò)誤;根據(jù)分子動(dòng)理論可知,固體分子在平衡點(diǎn)不停地振動(dòng),故D正確。考向二

液體的性質(zhì)典題2(2023浙江金華三模)如圖所示,噴霧型防水劑是現(xiàn)在市場(chǎng)上廣泛銷(xiāo)售的特殊防水劑。其原理是噴劑在玻璃上形成一層薄薄的保護(hù)膜,形成類(lèi)似于荷葉外表的效果。水滴以橢球形分布在表面,故無(wú)法停留在玻璃上。從而在遇到雨水的時(shí)候,雨水會(huì)自然流走,保持視野清晰。下列說(shuō)法正確的是(

)噴霧型防水劑

A.水滴呈橢球形是液體表面張力作用的結(jié)果,與重力無(wú)關(guān)B.照片中的玻璃和水滴發(fā)生了浸潤(rùn)現(xiàn)象C.水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內(nèi)部的水分子間距大D.照片中水滴表面分子比水滴的分子內(nèi)部密集C解析

液體表面張力作用使得水滴呈球形,但是由于有重力作用使得水滴呈橢球形,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;照片中的玻璃和水滴不浸潤(rùn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內(nèi)部的水分子間距大,選項(xiàng)C正確;照片中水滴表面分子比水滴內(nèi)部分子稀疏,選項(xiàng)D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分一、溫度和溫標(biāo)1.由大量分子組成的

叫熱力學(xué)系統(tǒng),描述熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量有

、

、

等。無(wú)外界影響下,

時(shí),系統(tǒng)處于平衡態(tài)。

2.當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí),若它們的

,則這兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡;如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定

;一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。

溫度相同是熱平衡的標(biāo)志

研究對(duì)象體積壓強(qiáng)溫度系統(tǒng)內(nèi)各狀態(tài)參量穩(wěn)定狀態(tài)參量不發(fā)生變化處于熱平衡3.熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫作熱力學(xué)溫度,它是國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理量之一,用符號(hào)

表示,單位是

,簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi),符號(hào)為K。攝氏溫度t與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系是:T=t+

K。

兩種溫度的每一度大小相同二、氣體1.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)分子做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),速率有大有小,且時(shí)而變化,大量分子的速率按“中間多,兩頭少”的規(guī)律分布。(2)溫度升高時(shí),速率小的分子數(shù)

,速率大的分子數(shù)

,分子的平均速率將

,但速率分布規(guī)律

。

T開(kāi)爾文

273.15減少增多增大不變2.氣體實(shí)驗(yàn)定律

溫度體積壓強(qiáng)

p1V1=p2V23.理想氣體狀態(tài)方程(1)理想氣體

分子無(wú)大小,分子間無(wú)作用力①宏觀(guān)上講,理想氣體是指在任何溫度、任何壓強(qiáng)下始終遵從氣體實(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。②微觀(guān)上講,理想氣體的分子間除碰撞外無(wú)其他作用力,分子本身沒(méi)有體積,即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。(2)理想氣體的狀態(tài)方程①內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種理想氣體發(fā)生狀態(tài)變化時(shí),壓強(qiáng)跟體積的乘積與熱力學(xué)溫度的

保持不變。

比值

√×√提示

質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、單擺、彈簧振子、理想變壓器、理想氣體。

研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破一、求解壓強(qiáng)問(wèn)題常用的四種方法1.液片法:選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)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.力平衡法:選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象進(jìn)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(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。4.牛頓第二定律法:選取與氣體接觸的液體(或活塞)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析,利用牛頓第二定律列方程求解。二、理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系

三、兩個(gè)重要的推論

四、利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣體狀態(tài)方程解題的基本思路

考向一

氣體壓強(qiáng)的計(jì)算典題3(2023上海二模)如圖所示,汽缸放置在水平地面上,用質(zhì)量為m1、橫截面積為S的活塞封閉一定質(zhì)量的氣體?；钊戏胖靡粋€(gè)質(zhì)量為m2的重物,不計(jì)摩擦,重力加速度為g,大氣壓強(qiáng)為p0,平衡時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為(

)D典題4

彎曲管子內(nèi)注有密度為ρ的水,中間部分有空氣,各管內(nèi)液面高度差如圖中所示,大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g,則圖中A處的壓強(qiáng)是(

)A.p0+3ρgh

B.p0+2ρghC.p0+ρgh

D.ρghB解析

同一液體內(nèi)部等高處的壓強(qiáng)處處相等,由圖中液面的高度關(guān)系可知,封閉氣體的壓強(qiáng)為p1=p0+ρgh,A點(diǎn)的壓強(qiáng)為pA=p1+ρgh=p0+2ρgh,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤?？枷蚨?/p>

氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解和應(yīng)用典題5(2024七省適應(yīng)性測(cè)試貴州物理)一個(gè)簡(jiǎn)易溫度計(jì)的示意圖如圖所示,左邊由固定的球形玻璃容器和內(nèi)徑均勻且標(biāo)有刻度的豎直玻璃管組成,右邊是上端開(kāi)口的柱形玻璃容器,左、右兩邊通過(guò)軟管連接,用水銀將一定質(zhì)量的氣體封閉在左邊容器中。已知球形玻璃容器的容積為530cm3,左邊玻璃管內(nèi)部的橫截面積為2cm2。當(dāng)環(huán)境溫度為0℃且左、右兩邊液面平齊時(shí),左邊玻璃管內(nèi)液面正好位于8.0cm刻度處。設(shè)大氣壓強(qiáng)保持不變。(1)當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),為使左、右兩邊液面再次平齊,右邊柱形玻璃容器應(yīng)向上還是向下移動(dòng)?(2)當(dāng)左邊液面位于30.0cm刻度處且左、右兩邊液面又一次平齊時(shí),對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度是多少攝氏度?答案

(1)向下(2)22℃解析

(1)當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),假設(shè)右邊柱形玻璃容器不動(dòng),則由于左邊容器中氣體體積變大,則右邊柱形玻璃容器中液面將高于左邊玻璃管中液面,為使左、右兩邊液面再次平齊,右邊柱形玻璃容器應(yīng)向下移動(dòng)。(2)開(kāi)始時(shí)左邊容器中氣體體積V1=(530+2×8)

cm3=546

cm3溫度T1=273

K當(dāng)左邊液面位于30.0

cm刻度處時(shí),氣體的體積V2=(530+2×30)

cm3=590

cm3氣體進(jìn)行等壓變化,根據(jù)蓋-呂薩克定律得解得T2=295

K則t2=22

℃。典題6(2023江西南昌三模)某可顯示溫度的水杯容積為550mL,倒入300mL熱水后,擰緊杯蓋,此時(shí)顯示溫度為87℃,壓強(qiáng)與外界相同。已知,外界大氣壓強(qiáng)p0為1.0×105Pa,溫度為27℃。杯中氣體可視為理想氣體,不計(jì)水蒸氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(1)求杯內(nèi)溫度降到27℃時(shí),杯內(nèi)氣體的壓強(qiáng);(2)杯內(nèi)溫度降到27℃時(shí)稍擰松杯蓋,外界空氣進(jìn)入杯中,直至穩(wěn)定。求此過(guò)程中外界進(jìn)入水杯中的空氣體積。答案

(1)8.33×104Pa

(2)41.8Ml代入p1=p0=1.0×105

PaT1=(273+87)

K=360

KT2=(273+27)

K=300

K解得p2=8.33×104

Pa。(2)設(shè)打開(kāi)杯蓋后進(jìn)入杯內(nèi)的氣體在大氣壓強(qiáng)下的體積為ΔV,以杯內(nèi)原有氣體為研究對(duì)象p2V2=p0V3ΔV=V2-V3V2=(550-300)

mL=250

mL解得ΔV=41.8

mL。考向三

理想氣體狀態(tài)方程的理解和應(yīng)用典題7(2023全國(guó)甲卷)一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個(gè)大氣壓,溫度為17℃,密度為1.46kg/m3。(1)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變,求氣體溫度升至27℃時(shí)氣體的密度;(2)保持溫度27℃不變,再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.0個(gè)大氣壓,求艙內(nèi)氣體的密度。答案

(1)1.41kg/m3(2)1.18kg/m3解析

(1)T1=(17+273)

K=290

KT2=(27+273)

K=300

K(2)p2=1.2p0p3=p0降低艙內(nèi)壓強(qiáng)前,對(duì)艙內(nèi)剩余氣體由玻意耳定律得p2V1=p3V3解得ρ3=1.18

kg/m3。典題8

某同學(xué)學(xué)完氣體實(shí)驗(yàn)定律,他拿著一支下端封閉上端開(kāi)口的粗細(xì)均勻玻璃管(足夠長(zhǎng))在升降機(jī)內(nèi)做實(shí)驗(yàn),如圖所示。開(kāi)始時(shí),升降機(jī)靜止且玻璃管豎直放置,管內(nèi)用長(zhǎng)度分別為h1=2cm和h2=6cm的兩段水銀柱封閉兩部分理想氣體。當(dāng)升降機(jī)內(nèi)溫度為17℃時(shí),管內(nèi)氣柱的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1=14.5cm和L2=29cm,大氣壓強(qiáng)p0相當(dāng)于76cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。(1)當(dāng)溫度升高到27℃時(shí),求穩(wěn)定后上段氣柱的長(zhǎng)度;(2)若溫度保持27℃不變,將玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)60°,求穩(wěn)定后下段氣柱的長(zhǎng)度;(3)若溫度保持17℃不變,當(dāng)升降機(jī)以1m/s2的加速度上升且玻璃管豎直放置時(shí),穩(wěn)定后下段氣柱的長(zhǎng)度。答案

(1)15cm(2)31.5cm(3)28.7cm解析

(1)設(shè)玻璃管內(nèi)橫截面積為S,對(duì)于上段氣體初態(tài)時(shí),氣柱長(zhǎng)L1=14.5

cm,溫度T1=290

K末態(tài)時(shí),設(shè)氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)1',溫度T2=300

K解得L1'=15

cm。(2)對(duì)于下段氣體初態(tài)時(shí),氣柱長(zhǎng)L2=29

cm,壓強(qiáng)p2=p0+ρg(h1+h2)=84

cm·ρg;T1=290

K末態(tài)時(shí),設(shè)氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)2',壓強(qiáng)p2'=p0+ρg(h1+h2)cos

60°=80

cm·ρg,T2=300

K由理想氣體狀態(tài)方程知解得L2'=31.5

cm。(3)對(duì)于下段氣體初態(tài)時(shí),氣柱長(zhǎng)L2=29

cm,壓強(qiáng)p2=84

cm·ρg;T1=290

K末態(tài)時(shí),設(shè)氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)3,壓強(qiáng)p3,T3=290

K根據(jù)牛頓第二定律p3S-p0S-ρg(h1+h2)S=ρ(h1+h2)Sa根據(jù)玻意耳定律p2L2S=p3L3S解得L3=28.7

cm。審題指導(dǎo)(1)對(duì)于兩段封閉氣體分別選研究對(duì)象,根據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律或狀態(tài)方程列式求解;要注意二者間的壓強(qiáng)關(guān)系;在確定壓強(qiáng)時(shí)要選水銀柱為研究對(duì)象,根據(jù)平衡求壓強(qiáng)。(2)選兩段水銀柱整體為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律列方程求壓強(qiáng)。第3講專(zhuān)題提升氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用高考總復(fù)習(xí)2025專(zhuān)題概述:本專(zhuān)題是氣體實(shí)驗(yàn)定律在“玻璃管液封模型”和“汽缸活塞模型”中的應(yīng)用。解答“玻璃管液封模型”的關(guān)鍵點(diǎn)是以液柱為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,列平衡方程,尤其注意應(yīng)用連通器原理尋找各部分之間的壓強(qiáng)關(guān)系;解答“汽缸活塞模型”的關(guān)鍵點(diǎn)是以活塞或汽缸為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析并列出方程,挖掘三個(gè)氣體狀態(tài)參量p、V、T的隱含信息,結(jié)合氣體實(shí)驗(yàn)定律求解。題型一玻璃管液封模型強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分1.玻璃管液封模型求液柱封閉的氣體壓強(qiáng)時(shí),一般以液柱為研究對(duì)象分析受力、列平衡方程,要注意:(1)液體因所受重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p=ρgh(其中h為液體的豎直高度);(2)不要漏掉大氣壓強(qiáng),同時(shí)又要盡可能平衡掉某些大氣的壓力;(3)靈活應(yīng)用連通器原理,即連通器內(nèi)靜止的液體,同種液體在同一水平面上各處壓強(qiáng)相等。2.解題基本思路

考向一

單獨(dú)氣體典題1

如圖所示,在一端封閉的U形管中用水銀柱封閉一段空氣柱,當(dāng)溫度為27℃時(shí)被封的空氣柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)=13cm,且左側(cè)管中水銀柱比右側(cè)管中水銀柱高h(yuǎn)=3cm,已知大氣壓強(qiáng)p0相當(dāng)于75cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。(1)為使右側(cè)管中水銀柱比左側(cè)管中水銀柱高h(yuǎn)=3cm,封閉氣體溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌?(2)若封閉氣體的溫度重新回到27℃,向右側(cè)開(kāi)口端緩慢注入水銀,注入的水銀柱長(zhǎng)度為多少時(shí)右側(cè)管中水銀柱比左側(cè)管中水銀柱高3cm?答案

(1)400K(2)8cm解析

(1)設(shè)封閉氣體初始狀態(tài)參量分別為p1、T1、V1,溫度變化后狀態(tài)參量分別為p2、T2、V2。由題意知初狀態(tài)p1=ρg(h1-h)=72

cm·ρgV1=LS=13

cm·ST1=(273+27)

K=300

K末狀態(tài)p2=ρg(h1+h)=78

cm·ρg,V2=L2S=16

cm·S代入數(shù)據(jù)解得T2=400

K。(2)由題意知注入水銀的過(guò)程中氣體經(jīng)歷等溫變化,設(shè)注入水銀后空氣柱的長(zhǎng)度為L(zhǎng)3,則初狀態(tài)p1=ρg(h1-h)=72

cm·ρg,V1=LS=13

cm·S末狀態(tài)p3=ρg(h1+h)=78

cm·ρg,V3=L3S由玻意耳定律得p1V1=p3V3代入數(shù)據(jù)解得L3=12

cm則注入水銀柱的長(zhǎng)度為d=(L-L3)×2+2h=8

cm?？枷蚨?/p>

關(guān)聯(lián)氣體典題2

如圖所示,U形玻璃細(xì)管豎直放置,水平細(xì)管(內(nèi)、外徑都很小)與U形細(xì)管底部相連通,各部分細(xì)管內(nèi)徑相同。C管長(zhǎng)度為lC=30cm,初始時(shí)U形玻璃管左、右兩側(cè)水銀面高度差為Δh=15cm,C管水銀面距U形玻璃管底部距離為hC=5cm。水平細(xì)管內(nèi)用小活塞封有長(zhǎng)度為lA=12.5cm的理想氣體A,U形管左管上端封有氣柱長(zhǎng)度為lB=25cm的理想氣體B,右管上端開(kāi)口與大氣相通,現(xiàn)將活塞緩慢向右壓,使U形玻璃管左、右兩側(cè)水銀面恰好相平,該過(guò)程A、B氣柱的溫度保持不變。已知外界大氣壓強(qiáng)為p0與75cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等,水平細(xì)管中的水銀柱足夠長(zhǎng),水銀的密度為ρ。(1)求左右兩側(cè)液面相平時(shí),氣體B的長(zhǎng)度L;(2)求該過(guò)程活塞移動(dòng)的距離d。答案

(1)20cm(2)27.5cm解析

(1)設(shè)玻璃管橫截面積為S,活塞緩慢向右壓的過(guò)程中,氣體B做等溫變化,根據(jù)玻意耳定律有pB1VB1=pB2VB2其中pB1=ρg(h1-Δh)=60

cm·ρg,VB1=25

cm·S,pB2=75

cm·ρg,VB2=LS解得氣體B的長(zhǎng)度L=20

cm。(2)活塞緩慢向右壓的過(guò)程中,各部分液柱移動(dòng)情況示意如圖U形管左管中水銀柱長(zhǎng)度變化等于氣柱B長(zhǎng)度的變化ΔL左=25

cm-20

cm=5

cmU形管右管中水銀柱長(zhǎng)度變化ΔL右=15

cm+5

cm=20

cm氣體A做等溫變化pA1=ρg(h1+hC)=80

cm·ρgpA2=ρg(h1+hC+ΔL右)=100

cm·ρg,VA1=12.5

cm·S,VA2=L2S根據(jù)玻意耳定律有pA1VA1=pA2VA2解得氣體A的長(zhǎng)度LA2=10

cm活塞移動(dòng)的距離等于A部分氣體長(zhǎng)度的變化加上U形管左、右兩側(cè)水銀柱長(zhǎng)度的變化,所以d=LA1-LA2+25

cm=27.5

cm。題型二汽缸活塞模型1.解題的一般思路(1)確定研究對(duì)象研究對(duì)象分兩類(lèi):①熱學(xué)研究對(duì)象(一定質(zhì)量的理想氣體);②力學(xué)研究對(duì)象(汽缸、活塞或某系統(tǒng))。(2)分析物理過(guò)程①對(duì)熱學(xué)研究對(duì)象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過(guò)程,依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程。②對(duì)力學(xué)研究對(duì)象要正確地進(jìn)行受力分析,依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程。(3)挖掘題目的隱含條件,如幾何關(guān)系等,列出輔助方程。(4)多個(gè)方程聯(lián)立求解。注意檢驗(yàn)求解結(jié)果的合理性。2.兩個(gè)或多個(gè)汽缸封閉著幾部分氣體,并且汽缸之間相互關(guān)聯(lián)的問(wèn)題,解答時(shí)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(xiě)出相應(yīng)的方程,還要寫(xiě)出各部分氣體之間壓強(qiáng)或體積的關(guān)系式,最后聯(lián)立求解?？枷蛞?/p>

單獨(dú)氣體典題3(2023湖北卷)如圖所示,豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻,內(nèi)壁光滑,橫截面積分別為S、2S,由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉,左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相連。初始時(shí),兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為H,彈簧長(zhǎng)度恰好為原長(zhǎng)?，F(xiàn)往右側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子,直至右側(cè)活塞下降

已知大氣壓強(qiáng)為

p0,重力加速度大小為g,汽缸足夠長(zhǎng),汽缸內(nèi)氣體溫度始終不變,彈簧始終在彈性限度內(nèi)。(1)求最終汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。(2)求彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質(zhì)量。解析

(1)對(duì)左右汽缸內(nèi)所封的氣體:初態(tài)壓強(qiáng)p1=p0體積V1=SH+2SH=3SH末態(tài)壓強(qiáng)p2根據(jù)玻意耳定律可得p1V1=p2V2考向二

關(guān)聯(lián)氣體典題4(2022全國(guó)甲卷)如圖所示,容積均為V0、缸壁可導(dǎo)熱的A、B兩汽缸放置在壓強(qiáng)為p0、溫度為T(mén)0的環(huán)境中:兩汽缸的底部通過(guò)細(xì)管連通,A汽缸的頂部通過(guò)開(kāi)口C與外界相通;汽缸內(nèi)的兩活塞將缸內(nèi)氣體分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分,其中第Ⅱ、Ⅲ部分的體積分別為

。環(huán)境壓強(qiáng)保持不變,不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積,忽略摩擦。(1)將環(huán)境溫度緩慢升高,求B汽缸中的活塞剛到達(dá)汽缸底部時(shí)的溫度。(2)將環(huán)境溫度緩慢改變至2T0,然后用氣泵從開(kāi)口C向汽缸內(nèi)緩慢注入氣體,求A汽缸中的活塞到達(dá)汽缸底部后,B汽缸內(nèi)第Ⅳ部分氣體的壓強(qiáng)。(1)閥門(mén)打開(kāi)后活塞穩(wěn)定時(shí),A部分氣體的壓強(qiáng)pA;(2)活塞穩(wěn)定后,C中剩余氣體的質(zhì)量m2與最初C中氣體質(zhì)量m0之比。解析

(1)初始時(shí)對(duì)活塞有p0S+mg=1.5p0S得到mg=0.5p0S打開(kāi)閥門(mén)后,活塞穩(wěn)定時(shí),對(duì)B氣體有對(duì)活塞有pAS+mg=pBS得pA=2.5p0。歸納總結(jié)

兩種模型的分析方法

模型解決方法易錯(cuò)辨析玻璃管液封模型以液柱為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,聯(lián)系兩部分氣體的p、V、T等量;再結(jié)合實(shí)驗(yàn)定律求解問(wèn)題準(zhǔn)確找到液柱高度差是求解壓強(qiáng)的關(guān)鍵點(diǎn)汽缸活塞模型分析活塞的受力情況,結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài),求解封閉氣體的壓強(qiáng)找出封閉氣體初、末狀態(tài)的物理量,結(jié)合實(shí)驗(yàn)定律求解結(jié)果第4講專(zhuān)題提升

充氣、抽氣、灌氣、漏氣模型高考總復(fù)習(xí)2025專(zhuān)題概述:氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程的適用對(duì)象都是一定質(zhì)量理想氣體,但在實(shí)際問(wèn)題中,常遇到氣體的變質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于氣體的變質(zhì)量問(wèn)題,可以通過(guò)巧妙地選擇合適的研究對(duì)象,把“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問(wèn)題,從而可以利用氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程求解,常見(jiàn)以下四種類(lèi)型:1.充氣模型:在充氣時(shí),將充進(jìn)容器內(nèi)的氣體和容器內(nèi)的原有氣體為研究對(duì)象時(shí),這些氣體的質(zhì)量是不變的。這樣,可將“變質(zhì)量”的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成“定質(zhì)量”問(wèn)題。2.抽氣模型:在對(duì)容器抽氣的過(guò)程中,對(duì)每一次抽氣而言,氣體質(zhì)量發(fā)生變化,解決該類(lèi)“變質(zhì)量”問(wèn)題的方法與充氣(打氣)問(wèn)題類(lèi)似,假設(shè)把每次抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態(tài)中,即用等效法把“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”的問(wèn)題。3.灌氣模型:將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問(wèn)題也是變質(zhì)量問(wèn)題,分析這類(lèi)問(wèn)題時(shí),可以把大容器中的氣體和多個(gè)小容器中的氣體作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行研究,即可將“變質(zhì)量”問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問(wèn)題。4.漏氣模型:容器漏氣過(guò)程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化,不能用理想氣體狀態(tài)方程求解。如果選容器內(nèi)剩余氣體為研究對(duì)象,便可使變質(zhì)量問(wèn)題變成等質(zhì)量問(wèn)題,可用理想氣體狀態(tài)方程求解。題型一充氣模型典題1

為保障師生在校的健康安全,某校校醫(yī)室制定了師生返校后的消殺方案,對(duì)課室、圖書(shū)館、飯?zhí)玫葓?chǎng)所進(jìn)行物表與空氣消毒。該方案利用如圖所示的便攜式消毒器,桶內(nèi)消毒液上方用塞子密封了一定質(zhì)量的理想氣體,初始體積為1L。使用時(shí)利用打氣筒進(jìn)行打氣,封閉氣體壓強(qiáng)達(dá)到1.5p0時(shí),即可把消毒液以霧化的方式噴出。已知封閉氣體初態(tài)壓強(qiáng)與外界大氣壓相等,均為p0。打氣筒每次可以向桶內(nèi)打入0.1L氣體。忽略桶內(nèi)消毒液所產(chǎn)生的壓強(qiáng),整個(gè)過(guò)程可視為等溫變化。(1)至少用打氣筒向消毒器內(nèi)打多少次氣才能使消毒液達(dá)到霧化要求?(2)消毒人員計(jì)算過(guò)用打氣筒向消毒器內(nèi)剛好打了140次氣后,恰好能把桶內(nèi)消毒液全部噴完,試求原來(lái)桶內(nèi)有多少消毒液。答案

(1)5(2)9解析

(1)設(shè)打氣次數(shù)為n,初始時(shí)消毒器內(nèi)氣體體積為V=1

L則以消毒器內(nèi)氣體和打入的氣體整體為研究對(duì)象,初狀態(tài)壓強(qiáng)p1=p0初狀態(tài)體積V1=V+0.1

L·n末狀態(tài)壓強(qiáng)p2=1.5p0末狀態(tài)體積V2=V根據(jù)玻意耳定律得p0×(V+0.1

L·n)=1.5p0V解得n=5。(2)設(shè)容器內(nèi)原有消毒液體積為V3,已知打氣140次能把消毒液全部噴完,桶內(nèi)需保持霧化氣壓,則根據(jù)玻意耳定律得p0(V+140×0.1

L)=1.5p0(V+V3)代入數(shù)據(jù)解得V3=9

L,即原有9

L消毒液。審題指導(dǎo)

關(guān)鍵詞句獲取信息用塞子密封了一定質(zhì)量的理想氣體,初始體積為1

L……已知封閉氣體初態(tài)壓強(qiáng)與外界大氣壓相等,均為p0初始狀態(tài)已知打氣筒每次可以向桶內(nèi)打入0.1L氣體每次打入氣體的體積和壓強(qiáng)已知封閉氣體壓強(qiáng)達(dá)到1.5p0時(shí),即可把消毒液以霧化的方式噴出末狀態(tài)壓強(qiáng)已知整個(gè)過(guò)程可視為等溫變化等溫變化恰好能把桶內(nèi)消毒液全部噴完第三狀態(tài)體積、壓強(qiáng)已知題型二抽氣模型強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分典題2(2023湖南卷)汽車(chē)剎車(chē)助力裝置能有效為駕駛員踩剎車(chē)省力。如圖所示,剎車(chē)助力裝置可簡(jiǎn)化為助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成,連桿AB與助力活塞固定為一體,駕駛員踩剎車(chē)時(shí),在連桿AB上施加水平力推動(dòng)液壓泵實(shí)現(xiàn)剎車(chē)。助力氣室與抽氣氣室用細(xì)管連接,通過(guò)抽氣降低助力氣室壓強(qiáng),利用大氣壓與助力氣室的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)剎車(chē)助力。每次抽氣時(shí),K1打開(kāi),K2閉合,抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運(yùn)動(dòng),助力氣室中的氣體充滿(mǎn)抽氣氣室,達(dá)到兩氣室壓強(qiáng)相等;然后,K1閉合,K2打開(kāi),抽氣活塞向下運(yùn)動(dòng),抽氣氣室中的全部氣體從K2排出,完成一次抽氣過(guò)程。已知助力氣室容積為V0,初始?jí)簭?qiáng)等于外部大氣壓強(qiáng)p0,助力活塞橫截面積為S,抽氣氣室的容積為V1。假設(shè)抽氣過(guò)程中,助力活塞保持不動(dòng),氣體可視為理想氣體,溫度保持不變。(1)求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強(qiáng)p1。(2)第n次抽氣后,求該剎車(chē)助力裝置為駕駛員省力的大小ΔF。解析

(1)以原助力氣室中封閉的氣體為研究對(duì)象,其經(jīng)歷等溫膨脹過(guò)程,由玻意耳定律得p0V0=p1(V0+V1)方法點(diǎn)撥

求解變質(zhì)量問(wèn)題的方法技巧充氣問(wèn)題我們可認(rèn)為打入噴霧器的氣體都在其周?chē)?且可以認(rèn)為是一次性打入的,若初態(tài)時(shí)內(nèi)外氣體壓強(qiáng)相同,則體積為內(nèi)外氣體體積之和,狀態(tài)方程為p1(V+nV0)=p2V2。若初態(tài)時(shí)內(nèi)外氣體壓強(qiáng)不同,則體積不等于內(nèi)外氣體體積之和,狀態(tài)方程應(yīng)為p1V+np1'V0=p2V2。抽氣與充氣問(wèn)題不太一樣——靈活選取研究對(duì)象是解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。另外,狀態(tài)方程分態(tài)形式的應(yīng)用也是解決充氣和抽氣問(wèn)題的快捷方法。題型三灌氣模型典題3

某南方醫(yī)院從北方購(gòu)置了大鋼瓶氧氣(如圖所示),每個(gè)鋼瓶?jī)?nèi)體積為40L,在北方時(shí)測(cè)得大鋼瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)為1.2×107Pa,溫度為7℃,長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)侥戏结t(yī)院檢測(cè)時(shí)測(cè)得大鋼瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)為1.26×107Pa。在醫(yī)院實(shí)際使用過(guò)程中,先用小鋼瓶(加抽氣機(jī))緩慢分裝,然后供病人使用,小鋼瓶體積為10L,分裝后每個(gè)小鋼瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)為4×105Pa,要求大鋼瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)降到2×105Pa時(shí)就停止分裝。不計(jì)運(yùn)輸過(guò)程中和分裝過(guò)程中氧氣的泄漏,求:(1)在南方醫(yī)院檢測(cè)時(shí)大鋼瓶所處環(huán)境溫度;(2)一個(gè)大鋼瓶可分裝多少小鋼瓶供病人使用。答案

(1)21℃

(2)124解析

(1)大鋼瓶的容積一定,從北方到南方醫(yī)院對(duì)大鋼瓶?jī)?nèi)氣體,有解得T2=294

K,故t2=21

℃。(2)在南方醫(yī)院時(shí),設(shè)大鋼瓶?jī)?nèi)氧氣由狀態(tài)p2、V2等溫變化為停止分裝時(shí)的狀態(tài)p3、V3則p2=1.26×107

Pa,V2=0.04

m3,p3=2×105

Pa根據(jù)p2V2=p3V3得V3=2.52

m3可用于分裝小鋼瓶的氧氣p4=2×105

PaV4=(2.52-0.04)

m3=2.48

m3分裝成小鋼瓶的氧氣p5=4×105

Pa,V5=nV其中小鋼瓶體積為V=0.01

m3根據(jù)p4V4=p5V5得n=124即一大鋼瓶氧氣可分裝124個(gè)小鋼瓶。題型四漏氣模型典題4(2024廣東茂名統(tǒng)考模擬)某興趣小組制作的一個(gè)測(cè)量氣體溫度的簡(jiǎn)易裝置如圖所示,該裝置由一個(gè)壓力表和燒瓶組成,壓力表由通氣管與瓶?jī)?nèi)密封的空氣相通,壓力表的示數(shù)等于瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)的差值。已知當(dāng)室內(nèi)溫度為27℃時(shí),壓力表的示數(shù)為零,外界大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa,熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系為T(mén)=t+273K,瓶?jī)?nèi)空氣可視為理想氣體,燒瓶導(dǎo)熱性能良好,忽略燒瓶的熱脹冷縮。(1)若環(huán)境溫度升高,整個(gè)裝置的密封性良好,求壓力表的示數(shù)為900Pa時(shí),瓶?jī)?nèi)氣體的攝氏溫度;(2)某次測(cè)溫過(guò)程中,當(dāng)室內(nèi)溫度為36℃,壓力表的示數(shù)為2000Pa,請(qǐng)判斷該燒瓶是否漏氣?如果漏氣,剩余空氣的質(zhì)量與原來(lái)空氣質(zhì)量的比值是多少?(可用分?jǐn)?shù)表示)答案

(1)29.7℃

(2)是

解析

(1)初始時(shí)壓強(qiáng)p1=p0=1.0×105

Pa初始溫度T1=300

K末狀態(tài)時(shí),壓強(qiáng)p2=p0+Δp=1.009×105

Pa溫度為T(mén)2因?yàn)闅怏w體積不變,由查理定律得解得T2=302.7

K=29.7

℃。(2)設(shè)燒瓶容積為V0,假設(shè)燒瓶未漏氣,末狀態(tài)時(shí),壓強(qiáng)p3=p0+Δp'=1.02×105

Pa溫度T3=309

K第5講熱力學(xué)定律能量守恒定律高考總復(fù)習(xí)2025考點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分一、熱力學(xué)第一定律1.改變物體內(nèi)能的兩種方式

物體吸收熱量?jī)?nèi)能不一定增大(1)

;

(2)

。

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(duì)它所做的功的和。(2)表達(dá)式:ΔU=

。

注意W和Q的正負(fù)

做功

熱傳遞Q+W二、能量守恒定律1.內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式

為另一種形式,或者是從一個(gè)物體

到別的物體,在

或

的過(guò)程中,能量的總量保持不變。

2.條件性能量守恒定律是自然界的

,某一種形式的能是否守恒是有條件的。

轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移普遍規(guī)律三、熱力學(xué)第一定律與氣體圖像的綜合1.利用垂直于坐標(biāo)軸的線(xiàn)作輔助線(xiàn)去分析同質(zhì)量、不同溫度的兩條等溫線(xiàn),同質(zhì)量、不同體積的兩條等容線(xiàn),同質(zhì)量、不同壓強(qiáng)的兩條等壓線(xiàn)的關(guān)系。例如在圖甲中,V1對(duì)應(yīng)虛線(xiàn)為等容線(xiàn),A、B分別是虛線(xiàn)與T2、T1兩線(xiàn)的交點(diǎn),可以認(rèn)為從B狀態(tài)通過(guò)等容升壓到A狀態(tài),溫度必然升高,所以T2>T1。如圖乙所示,A、B兩點(diǎn)的溫度相等,從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強(qiáng)增大,體積一定減小,所以V2<V1。2.一定質(zhì)量的氣體不同圖像的比較

××√提示

第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第一定律。

研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破1.熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過(guò)程是等效的,而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的關(guān)系。2.對(duì)公式ΔU=Q+W符號(hào)的規(guī)定符號(hào)WQΔU+外界對(duì)物體做功物體吸收熱量?jī)?nèi)能增加-物體對(duì)外界做功物體放出熱量?jī)?nèi)能減少3.幾種特殊情況(1)若過(guò)程是絕熱的,則Q=0,W=ΔU,外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量。(2)若過(guò)程中不做功,即W=0,則Q=ΔU,物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量。(3)若過(guò)程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變,即ΔU=0,則W+Q=0或W=-Q,外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量。4.解決熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合問(wèn)題的思維流程

5.熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律問(wèn)題的處理方法(1)氣體實(shí)驗(yàn)定律問(wèn)題的研究對(duì)象是一定質(zhì)量的理想氣體。(2)解決具體問(wèn)題時(shí),分清氣體的變化過(guò)程是求解問(wèn)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(duì)理想氣體,只要體積變化,外界對(duì)氣體(或氣體對(duì)外界)就要做功,如果是等壓變化,W=pΔV;只要溫度發(fā)生變化,其內(nèi)能就發(fā)生變化。(4)結(jié)合熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q求解問(wèn)題?？枷蛞?/p>

熱力學(xué)第一定律的理解典題1(2021山東卷)如圖所示,密封的礦泉水瓶中,距瓶口越近水的溫度越高。一開(kāi)口向下、導(dǎo)熱良好的小瓶置于礦泉水瓶中,小瓶中封閉一段空氣。擠壓礦泉水瓶,小瓶下沉到底部,松開(kāi)后,小瓶緩慢上浮,上浮過(guò)程中,小瓶?jī)?nèi)氣體(

)A.內(nèi)能減少B.對(duì)外界做正功C.增加的內(nèi)能大于吸收的熱量D.增加的內(nèi)能等于吸收的熱量B解析

由于越接近礦泉水瓶口,水的溫度越高,因此小瓶上浮的過(guò)程中,小瓶?jī)?nèi)氣體的溫度升高,內(nèi)能增加,A錯(cuò)誤;在小瓶上升的過(guò)程中,小瓶?jī)?nèi)氣體的溫度逐漸升高,壓強(qiáng)逐漸減小,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

,氣體體積膨脹,對(duì)外界做正功,B正確;由A、B分析,小瓶上升時(shí),小瓶?jī)?nèi)氣體內(nèi)能增加,氣體對(duì)外做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,由于氣體對(duì)外做功,因此吸收的熱量大于增加的內(nèi)能,C、D錯(cuò)誤。典題2

水槍是孩子們喜愛(ài)的玩具,常見(jiàn)的氣壓式水槍儲(chǔ)水罐示意圖如圖。從儲(chǔ)水罐充氣口充入氣體,達(dá)到一定壓強(qiáng)后,關(guān)閉充氣口。扣動(dòng)扳機(jī)將閥門(mén)M打開(kāi),水即從槍口噴出。若水在不斷噴出的過(guò)程中,罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變,則氣體(

)A.壓強(qiáng)變大B.對(duì)外界做功C.對(duì)外界放熱D.分子平均動(dòng)能變大B解析

儲(chǔ)水罐中封閉的氣體可看作理想氣體,溫度不變,體積增大,由pV=CT可知,壓強(qiáng)變小,故A錯(cuò)誤;氣體體積增大,對(duì)外界做功,故B正確;由于一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),溫度不變,故內(nèi)能也不變,即ΔU=0,由于氣體對(duì)外界做功,即W<0,由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知,Q>0,因此氣體從外界吸熱,故C錯(cuò)誤;溫度不變,分子平均動(dòng)能不變,故D錯(cuò)誤。考向二

熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用典題3(多選)(2023山東卷)一定質(zhì)量的理想氣體,初始溫度為300K,壓強(qiáng)為1×105Pa。經(jīng)等容過(guò)程,該氣體吸收400J的熱量后溫度上升100K;若經(jīng)等壓過(guò)程,需要吸收600J的熱量才能使氣體溫度上升100K。下列說(shuō)法正確的是(

)A.初始狀態(tài)下,氣體的體積為6LB.等壓過(guò)程中,氣體對(duì)外做功400JC.等壓過(guò)程中,氣體體積增加了原體積的D.兩個(gè)過(guò)程中,氣體的內(nèi)能增加量都為400JAD解析

理想氣體的內(nèi)能只和溫度有關(guān),等容過(guò)程ΔU=400

J,故兩個(gè)過(guò)程內(nèi)能增加量都為400

J,選項(xiàng)D正確;等壓過(guò)程Q=600

J,根據(jù)ΔU=W+Q,可得W=-200

J,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;等壓過(guò)程中,-W=pΔV,解得ΔV=2×10-3

m3=2

L,根據(jù)

,解得V0=6

L,選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤。典題4(2021江蘇卷)如圖所示,一定質(zhì)量理想氣體被活塞封閉在汽缸中,活塞的面積為S,與汽缸底部相距L,汽缸和活塞絕熱性能良好,氣體的壓強(qiáng)、熱力學(xué)溫度與外界大氣相同,分別為p0和T0?，F(xiàn)接通電熱絲加熱氣體,一段時(shí)間后斷開(kāi),活塞緩慢向右移動(dòng)距離L后停止,活塞與汽缸間的滑動(dòng)摩擦力為Ff,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,整個(gè)過(guò)程中氣體吸收的熱量為Q,求該過(guò)程中。(1)內(nèi)能的增加量ΔU;(2)最終溫度T。解析

(1)活塞緩慢移動(dòng)時(shí)受力平衡由平衡條件得p1S=p0S+Ff氣體對(duì)外界做功,W=-p1SL根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W解得ΔU=Q-(p0S+Ff)L?？枷蛉?/p>

p-T圖像典題5(2023江蘇卷)如圖所示,密閉容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。該過(guò)程中(

)A.氣體分子的數(shù)密度增大B.氣體分子的平均動(dòng)能增大C.單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積器壁的作用力減小D.單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小B解析

氣體發(fā)生等容變化,故氣體分子的數(shù)密度不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;氣體溫度升高,故氣體分子的平均動(dòng)能增大,選項(xiàng)B正確;氣體壓強(qiáng)增大,故單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積的作用力增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于氣體分子的平均動(dòng)能增大,氣體體積不變,故單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤?？枷蛩?/p>

V-T圖像典題6(2022遼寧卷)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其體積V和熱力學(xué)溫度T變化圖像如圖所示,此過(guò)程中該系統(tǒng)(

)

A.對(duì)外界做正功

B.壓強(qiáng)保持不變C.向外界放熱

D.內(nèi)能減少A考向五

p-V圖像典題7(2024七省適應(yīng)性測(cè)試安徽物理)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始,第一次經(jīng)絕熱過(guò)程到狀態(tài)b;第二次先經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)c,再經(jīng)等容過(guò)程到狀態(tài)b。兩次氣體狀態(tài)變化過(guò)程的p-V圖像如圖所示。則(

)A.c→b過(guò)程,氣體從外界吸熱B.a→c→b過(guò)程氣體對(duì)外界所做的功比a→b過(guò)程的多C.氣體在狀態(tài)a時(shí)分子平均動(dòng)能比在狀態(tài)b時(shí)的小D.氣體在狀態(tài)a時(shí)單位時(shí)間內(nèi)撞擊在單位面積上的分子數(shù)比在狀態(tài)c時(shí)的少B解析

c→b過(guò)程,氣體體積不變,即等容變化過(guò)程,氣體壓強(qiáng)變小,溫度降低,故內(nèi)能減小;該過(guò)程氣體對(duì)外不做功,故氣體向外界放熱,A錯(cuò)誤。由微元法可得p-V圖像與橫坐標(biāo)圍成的面積表示氣體做功的多少,由圖像可知,a→c→b過(guò)程氣體對(duì)外界所做的功比a→b過(guò)程的多,B正確。a→b過(guò)程為絕熱過(guò)程,氣體體積變大,對(duì)外做功,由熱力學(xué)第一定律可知,氣體內(nèi)能減小,溫度降低;溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,故氣體在狀態(tài)a時(shí)分子平均動(dòng)能比在狀態(tài)b時(shí)的大,C錯(cuò)誤。a→c過(guò)程,氣體的壓強(qiáng)相等,體積變大,溫度升高,分子的平均動(dòng)能變大,分子撞擊容器壁的動(dòng)量變化量變大;由氣體壓強(qiáng)的微觀(guān)解釋可知,在狀態(tài)a時(shí)單位時(shí)間內(nèi)撞擊在單位面積上的分子數(shù)比在狀態(tài)c時(shí)的多,D錯(cuò)誤。方法點(diǎn)撥

氣體狀態(tài)變化圖像的分析方法(1)明確點(diǎn)、線(xiàn)的物理意義:求解氣體狀態(tài)變化的圖像問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)明確圖像上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(gè)平衡狀態(tài),它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)參量;圖像上的某一條直線(xiàn)段或曲線(xiàn)段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程。(2)明確圖像斜率的物理意義:在V-T圖像(p-T圖像)中,比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)(或體積)大小,可以比較這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線(xiàn)的斜率的大小,其規(guī)律是:斜率越大,壓強(qiáng)(或體積)越小;斜率越小,壓強(qiáng)(或體積)越大。(3)明確圖像面積的物理意義:在p-V圖像中,p-V圖線(xiàn)與V軸所圍面積表示氣體對(duì)外界或外界對(duì)氣體所做的功?？键c(diǎn)二熱力學(xué)第二定律強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分熱力學(xué)第二定律1.熱力學(xué)第二定律的兩種表述(1)按照熱傳遞的方向性可表述為:熱量不能

從低溫物體傳到高溫物體。這是熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述。

(2)按照機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性可表述為:

從單一熱庫(kù)吸收熱量,使之完全變成功,而不產(chǎn)生其他影響。這是熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述。

自發(fā)地不可能2.熱力學(xué)第二定律的微觀(guān)意義:一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性

的方向進(jìn)行。

說(shuō)明:(1)熱力學(xué)第二定律的上述兩種表述是等價(jià)的,可以從一種表述推導(dǎo)出另一種表述。(2)熱力學(xué)第二定律又叫熵增加原理,即在任何自然過(guò)程中,一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減少。增大3.兩類(lèi)永動(dòng)機(jī)的比較

分類(lèi)第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)初衷不需要任何動(dòng)力或燃料,卻能不斷地對(duì)外做功的機(jī)器從單一熱源吸收熱量,使之完全變成功,而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器不可能制成的原因違背能量守恒定律不違背能量守恒定律,但違背熱力學(xué)第二定律√××提示

不會(huì)降低室內(nèi)的平均溫度。電冰箱向室內(nèi)釋放冷氣的同時(shí),冰箱的箱體向室內(nèi)散熱,就整個(gè)房間來(lái)說(shuō),室內(nèi)的平均溫度會(huì)不斷升高。研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破1.熱力學(xué)第二定律的理解(1)在熱力學(xué)第二定律的表述中“自發(fā)地”“不產(chǎn)生其他影響”的含義①“自發(fā)地”指明了熱傳遞現(xiàn)象的方向性,不需要借助外界提供能量。②“不產(chǎn)生其他影響”是說(shuō)發(fā)生的熱力學(xué)宏觀(guān)過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成,對(duì)周?chē)h(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響。如吸熱、放熱、做功等。(2)熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述,都揭示了大量分子參與宏觀(guān)過(guò)程的方向性,進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀(guān)過(guò)程都具有方向性。(3)熱力學(xué)過(guò)程方向性實(shí)例

(4)熱力學(xué)第二定律的微觀(guān)意義:一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行。2.熱力學(xué)第一、第二定律的比較

定律熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第二定律定律揭示的問(wèn)題從能量守恒的角度揭示了功、熱量和內(nèi)能改變量三者的關(guān)系指出自然界中出現(xiàn)的宏觀(guān)過(guò)程是有方向性的機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化當(dāng)摩擦力做功時(shí),機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能不可能在不引起其他變化的情況下完全變成機(jī)械能表述形式只有一種表述形式有多種表述形式兩定律的關(guān)系在熱力學(xué)中,兩者既相互獨(dú)立,又互為補(bǔ)充,共同構(gòu)成了熱力學(xué)知識(shí)的理論基礎(chǔ)考向一

熱力學(xué)第二定律理解典題8(多選)下列說(shuō)法正確的是(

)A.冰箱能使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體,因此不遵循熱力學(xué)第二定律B.自發(fā)的熱傳導(dǎo)是不可逆的C.可以通過(guò)給物體加熱而使它運(yùn)動(dòng)起來(lái),但不產(chǎn)生其他影響D.氣體向真空膨脹具有方向性BD解析

有外界的幫助和影響,熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體,仍遵循熱力學(xué)第二定律,A錯(cuò)誤;據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,自發(fā)的熱傳導(dǎo)是不可逆的,B正確;不可能通過(guò)給物體加熱而使它運(yùn)動(dòng)起來(lái)但不產(chǎn)生其他影響,這違背了熱力學(xué)第二定律,C錯(cuò)誤;氣體可自發(fā)地向真空容器膨脹,具有方向性,D正確?？枷蚨?/p>

熱力學(xué)第一定律與熱力學(xué)第二定律的比較典題9

下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的敘述,違背熱力學(xué)第一定律的有

,不違背熱力學(xué)第一定律,但違背熱力學(xué)第二定律的有

。(填正確答案標(biāo)號(hào))

A.汽車(chē)通過(guò)燃燒汽油獲得動(dòng)力并向空氣中散熱B.冷水倒入保溫杯后,冷水和杯子的溫度都變得更低C.某新型熱機(jī)工作時(shí)將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功,而不產(chǎn)生其他影響D.冰箱的制冷機(jī)工作時(shí)從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)BC解析

B項(xiàng)中,冷水倒入保溫杯后,在熱傳遞過(guò)程中,保溫杯降溫,冷水必升溫,若都降溫,就違背了熱力學(xué)第一定律;C項(xiàng)中,新型熱機(jī)的效率也達(dá)不到100%,熱量不可能全部轉(zhuǎn)化為功,違背了熱力學(xué)第二定律。第6講實(shí)驗(yàn)用油膜法估測(cè)分子的大小高考總復(fù)習(xí)2025強(qiáng)基礎(chǔ)固本增分研考點(diǎn)精準(zhǔn)突破目錄索引強(qiáng)基礎(chǔ)固本增分注意事項(xiàng)

1.將所有的實(shí)驗(yàn)用具擦洗干凈,不能混用。2.油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜。3.淺盤(pán)中的水離盤(pán)口面的距離應(yīng)較小,并要水平放置,以便準(zhǔn)確地畫(huà)出薄膜的形狀,畫(huà)線(xiàn)時(shí)視線(xiàn)應(yīng)與板面垂直?！獭獭痢獭獭獭萄锌键c(diǎn)精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)考向一

實(shí)驗(yàn)原理與操作典題1“用油膜法估算分子大小”的實(shí)驗(yàn)中,首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液,稀釋的目的是

。實(shí)驗(yàn)中為了測(cè)量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積,可以

。

。為得到油酸分子的直徑,還需測(cè)量的物理量是

。

使油酸在淺盤(pán)的水面上容易形成一塊單分子層油膜

一滴一滴地滴入小量筒中,測(cè)出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù),得到一滴溶液中純油酸的體積把油酸酒精溶液

單分子層油膜的面積

解析

稀釋后,油酸在淺盤(pán)的水面上更容易形成一塊單分子層油膜。把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,測(cè)出1

mL油酸酒精溶液的滴數(shù)n,得到一滴油酸酒精溶液的體積

,之后根據(jù)濃度求出一滴溶液中純油酸的體積。根據(jù)公式

可知,還需要測(cè)單分子層油膜的面積S。思維點(diǎn)撥

圍繞

控制實(shí)驗(yàn)條件形成單分子油膜,測(cè)得1滴油酸酒精溶液中含的純油酸的體積,測(cè)出油膜面積S。規(guī)律方法

油膜體積的測(cè)定——積聚法:由于一滴純油酸中含有的分子數(shù)仍很大,形成的單層分子所占面積太大,不便于測(cè)量,